Arduino CNC ploteris (ZĪMĒŠANAS MAŠĪNA): 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Čau puiši! Es ceru, ka jums jau patika mana iepriekšējā pamācība "Kā izveidot savu Arduino mācību platformu" un esat gatavs jaunai, kā parasti, es izveidoju šo pamācību, lai soli pa solim palīdzētu jums, vienlaikus veidojot šāda veida pārsteidzošus zemu izmaksu elektroniskos projektus kas ir "CNC plotermašīna", kas pazīstama arī kā "CNC zīmēšana" vai vienkārši "Arduino CNC iekārta". ^_^

Tīmeklī es atradu daudz pamācību, kas izskaidro, kā izgatavot CNC ploteri, bet, tā kā trūka informācijas, šādas mašīnas izgatavošana bija nedaudz sarežģīta, tāpēc es nolēmu sākt šo pamācību, kur es jums parādīšu detalizēti, kā viegli izveidot savu zīmēšanas mašīnu.

Šis projekts ir tik ērts, lai to izveidotu īpaši pēc pielāgotas PCB iegādes, ko esam pasūtījuši no JLCPCB

lai uzlabotu mūsu iekārtas izskatu, kā arī šajā rokasgrāmatā ir pietiekami daudz dokumentu un kodu, lai varētu ērti izveidot savu iekārtu. Mēs esam veikuši šo projektu tikai 5 dienās, tikai trīs dienas, lai iegūtu visas nepieciešamās detaļas un pabeigtu aparatūras izgatavošanu un montāžu, pēc tam 2 dienas, lai sagatavotu kodu un sāktu dažus pielāgojumus. Pirms sākt, vispirms apskatīsim

Ko jūs mācīsities no šī pamācības:

1. Pareiza aparatūras izvēle jūsu projektam atkarībā no tā funkcijām
2. Sagatavojiet shēmu, lai savienotu visus izvēlētos komponentus
3. Salieciet visas projekta daļas (mehāniska un elektroniska montāža)
4. Mašīnas līdzsvara mērogošana
5. Sāciet manipulēt ar sistēmu

1. darbība: kas ir ploteru mašīna

Tā kā esmu padarījis šo pamācību iesācējiem, man vispirms vajadzētu sīki izskaidrot, kas ir zīmēšanas mašīna un kā tā darbojas!

Kā tas ir definēts Vikipēdijā, CNC apzīmē datora ciparu vadību-mašīnu, kas ir ar datoru vadāma struktūra, kas saņem instrukcijas, izmantojot seriālo portu, kas nosūtīts no datora, un pārvieto tās izpildmehānismus atkarībā no saņemtajām instrukcijām. Lielākā daļa no šīm mašīnām ir mašīnas, kas balstītas uz soļiem, kuru motīvu asī ir iekļauti pakāpju motori.

Vēl viens vārds minētajai "asij", jā, katrai CNC mašīnai ir noteikts asu skaits, ko kontrolēs datorprogramma.

Mūsu gadījumā CNC ploteris, ko mēs izgatavojām, ir dubultasu mašīna "detaļas 1. attēlā", kuras asī ir mazi pakāpju motori "solis 2. attēlā". plānojiet izveidot zīmējuma dizainu, izmantojot zīmēšanas pildspalvu. Pildspalvu turēs un atbrīvos, izmantojot trešo mūsu konstrukcijas motoru, kas būs servomotors.

2. solis: pakāpju motors ir galvenais izpildmehānisms

Pakāpju motors vai pakāpju motors vai pakāpienu motors ir līdzsvara elektriskais motors bez birstēm, kas visu rotāciju sadala vairākos vienādos soļos. Pēc tam motora pozīcijai var pavēlēt pārvietoties un turēties pie viena no šiem soļiem bez jebkāda stāvokļa sensora atgriezeniskajai saitei (atvērtās cilpas kontrolieris), ja vien motors ir rūpīgi pielāgots pielietojumam attiecībā uz griezes momentu un ātrumu., no kurienes mūsu pakāpju motorus iegūt, vienkārši, vienkārši paņemiet veco DVD lasītāju, piemēram, 1. attēlā, man ir divi par 2 dolāriem, nekā viss, kas jums jādara, ir izjaukt to, lai iegūtu soļu motors un tā atbalsts, kā parādīts 3. attēlā, mums būs nepieciešami divi no tiem.

Kad esat paņēmis motorus no DVD lasītāja, sagatavojiet tos lietošanai, nosakot motoru spoļu galus. Katram pakāpju motoram ir divas spoles, un, izmantojot multimetru, jūs varat identificēt spoles galus, izmērot pretestību starp motora kontaktu savienotāju ", kā parādīts 5. attēlā", un katrai spolei vajadzētu izmērīt apmēram 10 omus. Pēc motora spoļu identificēšanas vienkārši pielodējiet dažus vadus, lai vadītu motoru caur tiem "skatīt 6. attēlu"

3. darbība: shēmas shēma

Mūsu mašīnas sirds ir arduino Nano Dev plate, kas kontrolēs katra izpildmehānisma kustību atkarībā no datora saņemtās instrukcijas, lai kontrolētu šos pakāpju motorus, mums ir nepieciešams pakāpju motora draiveris, lai kontrolētu katra izpildmehānisma ātrumu un virzienu..

Mūsu gadījumā mēs izmantosim L293D H tilta motora draiveri "skatīt 3. attēlu", kas saņems motora komandu, ko no tās ieejām nosūta no arduino, un kontrolēs pakāpju motorus, izmantojot tā izejas.

lai savienotu visas nepieciešamās detaļas kopā ar mūsu Arduino plāksni, esmu izveidojis shēmas shēmu, kas parāda 1. attēlu, kur jums jāievēro viens un tas pats savienojums gan pakāpju motoriem, gan servomotorim.

2. attēlā, izmantojot shematisku shēmu, ir detalizēti izskaidrota shēma un kā tam vajadzētu būt saitēm starp Arduino un citiem komponentiem, un jūs noteikti varat pielāgot šīs saites atkarībā no savām vajadzībām.

4. solis: PCB izgatavošana (ražo JLCPCB)

Par JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ir lielākais PCB prototipu uzņēmums Ķīnā un augsto tehnoloģiju ražotājs, kas specializējas ātru PCB prototipu un mazu partiju PCB ražošanā. Ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PCB ražošanā JLCPCB ir vairāk nekā 200 000 klientu mājās un ārzemēs, un vairāk nekā 8 000 tiešsaistes pasūtījumu PCB prototipēšanai un nelielam PCB ražošanas apjomam dienā. Gada ražošanas jauda ir 200 000 kv.m. dažādiem viena slāņa, divu slāņu vai daudzslāņu PCB. JLC ir profesionāls PCB ražotājs, kas piedāvā liela mēroga, akas aprīkojumu, stingru pārvaldību un izcilu kvalitāti.

Runājošā elektronika

Pēc shēmas izveidošanas es to pārveidoju par PCB dizainu, lai to ražotu "skatīt 5., 6., 7., 8. attēlu", lai ražotu PCB, esmu izvēlējies JLCPCB labākos PCB piegādātājus un lētākos PCB piegādātājus, lai pasūtītu savu ķēde. ar uzticamu platformu viss, kas man jādara, ir daži vienkārši klikšķi, lai augšupielādētu Gerber failu un iestatītu dažus parametrus, piemēram, PCB biezuma krāsu un daudzumu, tad esmu samaksājis tikai 2 dolārus, lai iegūtu PCB tikai pēc piecām dienām. Kā parādīts "saistītās shēmas 1., 2., 3., 4. attēls".

Saistītie lejupielādes faili

Circuit (PDF) failu varat iegūt šeit. Kā redzat attēlos iepriekš, PCB ir ļoti labi izgatavots, un man ir tāds pats PCB dizains, kādu esam izveidojuši mūsu pamatplatei, un visas etiķetes un logotipi ir pieejami, lai palīdzētu man lodēšanas laikā. Jūs varat arī lejupielādēt šīs shēmas Gerber failu no šejienes, ja vēlaties pasūtīt to pašu shēmas dizainu.

5. darbība: izveidojiet savai mašīnai atbalstu

Lai mūsu mašīnai būtu labāks izskats, es nolēmu, izmantojot Solidworks programmatūru, izstrādāt šīs trīs daļas "skatīt 1. attēlu", šīs daļas palīdzēs mums salikt kopā DVD lasītājus, man ir šo detaļu DXF faili un manu draugu palīdzība FabLab Tunisijā man ir izstrādātas detaļas, izmantojot CNC lāzera griešanas mašīnu, mēs izmantojām 5 mm MDF koka materiālu, lai šīs detaļas ražotu. Vēl viens dizains, kas ir zīmēšanas pildspalvas turētājs, esmu to ieguvis, izmantojot 3D drukāšanas procesu. Un visus saistītos failus varat lejupielādēt no zemāk esošajām saitēm.

6. solis: Sastāvdaļas

Tagad pārskatīsim nepieciešamos komponentus, kas mums nepieciešami šim projektam, es izmantoju Arduino Nano, kā minēts iepriekš, tā būs mūsu mašīnas sirds. Projektā ir iekļauti arī divi soļu motori ar tiem draiveru IC un servomotors. Zemāk atradīsit dažas ieteicamās amazon saites atbilstošajiem vienumiem

Lai izveidotu šāda veida projektus, mums būs nepieciešams:

• PCB, ko esam pasūtījuši no JLCPCB
• Arduino nano:
• 2 x L293D H tilta draiveris:
• 2 x IC ligzdas DIP 16 kontakti:
• 1 x IC ligzda DIP:
• SIL un skrūvju galvenes savienotāji:
• 1 x servomotors SG90:
• 2 x DVD lasītāji:
• 3D drukātās daļas
• Lāzera grieztās detaļas
• Dažas skrūves montāžai
• Pildspalva, ko esam saņēmuši kā dāvanu no JLCPCB vai jebkura cita zīmēšanas pildspalva

7. darbība: elektroniskā montāža un pārbaude

Tagad mēs pārejam pie visu elektronisko komponentu lodēšanas mezgla. Kā parasti, augšējā zīda slānī jūs atradīsit katra komponenta etiķeti, kas norāda tā izvietojumu uz tāfeles, un tādējādi jūs būsiet 100% pārliecināti, ka nepieļausit nekādas lodēšanas kļūdas.

Veiciet dažus testus

Pēc elektronisko komponentu lodēšanas "sk. 1. attēlu", es pieskrūvēju DVD lasītāju pie X ass plāksnes, un es darīju to pašu attiecībā uz galveno plati, nekā es ievietoju motora vadus tajos skrūves galviņā, lai veiktu vienkāršu pārbaudi, izmantojot pakāpju motora testu kods "skatīt 2. attēlu". Kā redzat, stepper pārvietojas labi, un mēs esam uz pareizā ceļa.

/************************************************ ************************************************* ************************************************* ******************** c) īpašnieks: Visas tiesības aizsargātas** - Licence: BSD 2 klauzulu licence** - Datums: 20.04.2017*********************** ************************************************* ************************************************* ******************************************** / / ** ********************************* PIEZĪME **************** **********************/ // Atkārtota izplatīšana un izmantošana avota un binārā formātā ar vai bez izmaiņām ir atļauta, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:

// * Avota koda pārdalei jāsaglabā iepriekš minētais paziņojums par autortiesībām

// nosacījumu saraksts un šāda atruna.

// * Izplatot binārā formātā, jāatveido iepriekš minētais paziņojums par autortiesībām, // šis nosacījumu saraksts un šāda atruna dokumentācijā // un/vai citi izplatīšanai pievienotie materiāli.

// ŠO PROGRAMMATŪRU NODROŠINA AUTORTIESĪBU ĪPAŠNIEKI UN IEGULDĪTĀJI "TĀDA KĀDA"

UN JEBKURAS TIEŠĀS VAI NETIEKAMAS GARANTIJAS, TIESĪBĀS, BET NEIEROBEŽOTAS, TIESĪBAS ATTIECĪBĀ UZ TIEŠĀM GARANTIJĀM TIRGOJAMĪBU UN PIEMĒROTĪBU ĪPAŠAM MĒRĶIM

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

█░░░█░░░░░░░░░░▄▄░██░█ █░▀▀█▀▀░▄▀░▄▀░░▀▀░▄▄░█ █░░░▀░░░▄▄▄▄▄░░██░▀▀░█ ─▀▄▄▄▄▄▀─────▀▄▄▄▄▄▄▀

*/

#include // Iekļaut stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Soļu skaits pēc kārtas. Standarta vērtība CD/DVD // Norādiet X ass pakāpju motoru Piespraudes Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motora ātrums myStepperX.step (100); kavēšanās (1000); myStepperX.step (-100); kavēšanās (1000); } void loop () {}

8. solis: mehānisko detaļu montāža

Mēs turpinām savas konstrukcijas montāžu, pieskrūvējot otro pakāpju motoru pie Y ass plāksnes "skatīt 1. attēlu". Kad esat sagatavojis Y asi, abas asis būs gatavas izveidot dubultās ass plānu, par kuru mēs runājām pirmajā solī "skatīt 2. attēlu". viss, kas jums jādara, ir abu asu novietošana 90 ° leņķī (skatīt 3. attēlu).

Pildspalvas turētāja izgatavošana

Mēs sagatavojam pildspalvas turētāju, ievietojot nelielu cirvi atsperē, lai turētu 3D drukātā pildspalvas turētāju, un pēc tam pieskrūvējam servomotoru tā novietojumam "sk. 4. attēlu", pildspalvas turētājs ir gatavs, tāpēc pielīmējam to pie ratiņiem Y ass, izmantojot kādu karstu līmi vai citus līdzekļus, lai tā varētu slīdēt pa Y asi, veicot pakāpiena motora soļus "skatīt 5. attēlu", tad mēs pielīmējam savu aktīvo plāksni pie X ass ratiņiem "skatīt 6. attēlu", un mēs pabeidzam ar dzinēja vadu pieskrūvēšanu tiem savienotāji uz tāfeles. Pēc zināmas vienošanās mūsu mehāniskais dizains ir gatavs darbībai “skatīt 7. attēlu”.

9. darbība. Programmatūras daļa

Pārejot uz programmatūras daļu, mēs apvienosim trīs programmatūras, lai padarītu iekārtu dzīvu. Pirmajā attēlā esmu izveidojis īsu aprakstu, mēs veidosim dizainu, izmantojot Inkscape programmatūru, kas ražo gcode failu, kas nepieciešams mūsu mašīnai un protams, lai saprastu gcode instrukcijas, mašīnai vajadzētu būt savam kodam, kas tiks augšupielādēts, izmantojot Arduino IDE programmatūru, pēdējā daļa ir, kā sasaistīt iekārtas kodu ar gcode failu, to veic apstrādes programmatūra.

Pirmais solis ir augšupielādēt arduino dēļa komplektu, kuru varat lejupielādēt no tālāk esošās saites un neaizmirstiet atjaunināt pakāpju motoru tapu atbilstoši savai shēmai.

Piezīme: ja jūs izmantojat to pašu shēmu kā mūsu, kods darbosies labi, un tajā nekas nav jāmaina.

Gcode Inkscape sagatavošana

Pēc tam mēs pārietam uz Inkscape un mēs pielāgojam dažus parametrus “skatīt 1. attēlu”, piemēram, papīra rāmjus un vienības “skatīt 2. attēlu”, mēs sagatavojam savu dizainu un saglabājam to MakerBat unicon formātā”, skatiet 5., 6. attēlu”, ja šis formāts ir nav pieejams jūsu Inkscape versijā, varat ievietot papildinājumu, lai to iegūtu, kad noklikšķināsit uz (saglabāt), parādīsies jauns logs Gcode faila parametru pielāgošanai, viss, kas jums jādara, ir tas pats pielāgojums kā mūsu un viss būs kārtībā, vienkārši izpildiet 7., 8., 9. attēlu, tad jūs iestatāt šos parametrus šādā veidā, un jums ir jūsu gCode fails.

Piezīme. Jūs nevarat saglabāt Gcode failu vajadzīgajā formātā, ja izmantojat Inkscape versiju, kas ir augstāka par versiju 0.48.5.

Iekārtas saistīšana ar Gcode failu 'Processing 3'

Pārejot uz apstrādes programmatūru, tā ir nedaudz līdzīga Arduino IDE, skatiet 10. attēlu, tāpēc jums vajadzētu atvērt failu “CNC programma”, kuru varat lejupielādēt no zemāk esošās saites un vienkārši to palaist.”Skatiet 11. attēlu, otro logu parādīsies, jums ir jānospiež pēdējais p tastatūrā, lai izvēlētos iekārtas COM portu 'skatiet 12. attēlu', un nospiediet pēdējo g, lai atlasītu vēlamo gcode failu, pēc tā atlasīšanas iekārta sāks tieši zīmēt.

10. darbība: tests un rezultāti

Un šeit ir pienācis laiks kādam testam, kad augšupielādēts Gcode fails, mašīna sāk zīmēt, un man ļoti patika LED mirgošana, kas parāda secības, kas nosūtītas katram soļu motoram.

Dizains ir ļoti labi padarīts, un jūs varat redzēt puišus, ka projekts ir pārsteidzošs un viegli izdarāms, Neaizmirstiet noskatīties mūsu iepriekšējo projektu, kas ir “kā izveidot savu arduino apmācības platformu”. Un abonējiet mūsu YouTube kanālu, lai iegūtu vairāk satriecošu videoklipu.

Pēdējā lieta, pārliecinieties, ka ikdienā nodarbojaties ar elektroniku

Tas bija BEE MB no MEGA DAS tiekamies nākamajā reizē