Arduino CNC -plotter (tekenmasjien): 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hallo ouens! Ek hoop dat u alreeds die vorige instruksies "Hoe om u eie Arduino -opleidingsplatform te maak" geniet, en dat u gereed is vir 'n nuwe een. Dit is die 'CNC -plottermasjien', ook bekend as 'CNC -tekening' of 'net' Arduino CNC -masjien '. ^_^

Ek het baie tutoriale op die internet gevind wat verduidelik hoe u 'n CNC -plotter kan maak, maar met die gebrek aan inligting was dit 'n bietjie moeilik om so 'n masjien te maak, daarom het ek besluit om hierdie instruksies te begin waar ek u sal wys in besonderhede hoe u maklik u eie tekenmasjien kan maak.

Hierdie projek is so handig om spesiaal te maak nadat u die pasgemaakte PCB gekry het wat ons by JLCPCB bestel het

om die voorkoms van ons masjien te verbeter, en daar is ook genoeg dokumente en kodes in hierdie gids sodat u u masjien maklik kan skep. Ons het hierdie projek slegs in 5 dae gedoen, slegs drie dae om al die nodige onderdele te kry en die hardeware en die montering af te handel, en dan 2 dae om die kode voor te berei en aanpassings te begin. Laat ons eers kyk voordat ons begin

Wat u uit hierdie instruksies sal leer:

1. Afhangende van die funksies daarvan, maak u die regte hardeware -keuse vir u projek
2. Berei die kringdiagram voor om al die gekose komponente aan te sluit
3. Monteer al die projekonderdele (meganiese en elektroniese samestelling)
4. Skaal van die masjienbalans
5. Begin om die stelsel te manipuleer

Stap 1: Wat is 'n plottermasjien

Aangesien ek hierdie instruksies vir beginners gemaak het, moet ek eers in detail verduidelik wat die tekenmasjien is en hoe dit werk!

Soos dit in wikipedia gedefinieer word, staan CNC vir Computer numerical control, 'n masjien wat 'n rekenaarbeheerde struktuur is wat instruksies ontvang deur 'n seriële poort wat vanaf 'n rekenaar gestuur word en die aktuators daarvan beweeg, afhangende van die ontvangde instruksies. Die meeste van hierdie masjiene is stappermotors, wat stappermotors in die tema -as insluit.

'N Ander woord met die naam "as", ja, elke CNC -masjien het 'n gedefinieerde aantal as wat deur die rekenaarprogram beheer word.

In ons geval is die CNC -plotter wat ons gemaak het 'n dubbel -as masjien "besonderhede op foto 1" met 'n klein stapmotor in sy as "stepper in foto 2", hierdie steppers sal 'n aktiewe skinkbord beweeg en dit in 'n dubbele as laat beweeg beplan om die tekenontwerp met 'n tekenpen te skep. Die pen word vasgehou en losgemaak met 'n derde enjin in ons struktuur, wat 'n servomotor sal wees.

Stap 2: Stappermotor is die belangrikste aandrywer

'N Stepper motor of trap motor of trap motor is 'n borsellose GS elektriese motor wat 'n volle rotasie in 'n aantal gelyke trappe verdeel. Die motor se posisie kan dan beveel word om by een van hierdie stappe te beweeg en vas te hou sonder enige posisiesensor vir terugvoer ('n oop-lus kontroleerder), solank die motor noukeurig volgens die toepassing aangepas is ten opsigte van wringkrag en snelheid. Van waar om die stapmotors vir ons projek te kry, baie maklik; gryp net 'n ou DVD -leser soos op foto 1 hierbo. die stapmotor en die ondersteuning daarvan, soos dit op foto 3 verskyn, benodig ons twee daarvan.

Sodra u u motors van die DVD -leser gekry het, moet u hulle gereed maak vir gebruik deur die eindpunte van die motorspoelers te identifiseer. Elke stapmotor het twee spoele, en met behulp van 'n multimeter kan u die spoelpunte identifiseer deur die weerstand tussen die motorpenne se aansluiting "soos op foto 5" te meet, en dit moet ongeveer 10Ohm gemeet word. Nadat u die motorspole geïdentifiseer het, soldeer u net 'n paar drade om die motor daardeur te beheer "sien prent 6"

Stap 3: Die kringdiagram

Die hart van ons masjien is 'n arduino Nano Dev -bord wat die beweging van elke aktuator sal beheer, afhangende van die instruksies wat van die rekenaar ontvang word..

In ons geval gebruik ons 'n L293D H -brugmotorbestuurder "sien prent 3" wat die motoropdrag van arduino deur sy insette ontvang en die stepper -motors met sy uitsette beheer.

Om al die nodige dele met ons Arduino -bord aan te sluit, het ek 'n stroomdiagram gemaak wat prent 1 toon, waar u dieselfde verbinding moet volg vir beide stappermotors en die servomotor.

Die prent 2 gee 'n skematiese uiteensetting van die kringdiagram in besonderhede en hoe dit die skakels tussen die Arduino en die ander komponente moet wees; u kan hierdie skakels beslis aanpas volgens u behoeftes.

Stap 4: Die PCB -vervaardiging (vervaardig deur JLCPCB)

Oor JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co, Ltd), is die grootste PCB-prototipe-onderneming in China en 'n hoëtegnologiese vervaardiger wat spesialiseer in 'n vinnige PCB-prototipe en 'n klein groepie PCB-produksie. Met meer as 10 jaar ervaring in PCB -vervaardiging, het JLCPCB meer as 200 000 kliënte tuis en in die buiteland, met meer as 8 000 aanlynbestellings van PCB -prototipes en 'n klein hoeveelheid PCB -produksie per dag. Die jaarlikse produksievermoë is 200 000 vierkante meter vir verskillende 1-laags, 2-laags of meer-laag PCB's. JLC is 'n professionele PCB -vervaardiger met groot skaal, goed toerusting, streng bestuur en uitstekende kwaliteit.

Praat elektronika

Nadat ek die stroombaan -diagram gemaak het, het ek dit omskep in 'n PCB -ontwerp om dit te sien "sien prent 5, 6, 7, 8", om die PCB te vervaardig, het ek JLCPCB gekies vir die beste PCB -verskaffers en die goedkoopste PCB -verskaffers om my te bestel kring. Met 'n betroubare platform, ek hoef net 'n paar kliks te maak om die gerber -lêer op te laai en 'n paar parameters in te stel, soos die kleur en hoeveelheid PCB -dikte, dan betaal ek net 2 dollar om my PCB eers na vyf dae te kry. Aangesien dit 'die prentjie 1, 2, 3, 4' van die verwante skema toon.

Verwante aflaai lêers

U kan die kring (PDF) lêer van hier af kry. Soos u op die foto's hierbo kan sien, is die PCB baie goed vervaardig en ek het dieselfde PCB -ontwerp wat ons vir ons hoofbord gemaak het, en al die etikette en logo's is daar om my te lei tydens die soldeerstappe. U kan ook die Gerber -lêer vir hierdie stroombaan hier aflaai as u 'n bestelling vir dieselfde kringontwerp wil plaas.

Stap 5: Ontwerp 'n ondersteuning vir u masjien

Om 'n beter voorkoms vir ons masjien te gee, het ek besluit om hierdie drie dele "sien prent 1" met Solidworks -sagteware te ontwerp; hierdie dele sal ons help om die DVD -lesers bymekaar te maak; ek het die DXF -lêers van hierdie dele en die hulp van my vriende in FabLab Tunisië Ek het die ontwerpte onderdele vervaardig met behulp van 'n CNC -lasersnymasjien; ons het 'n 5 mm MDF -houtmateriaal gebruik om hierdie onderdele te vervaardig. Nog 'n ander ontwerp, wat die tekenpenhouer is, ek het dit deur 'n 3D -drukproses gekry. En u kan al die verwante lêers aflaai vanaf die onderstaande skakels.

Stap 6: Bestanddele

Kom ons kyk nou na die nodige komponente wat ons nodig het vir hierdie projek; ek gebruik 'n Arduino Nano soos hierbo genoem, dit sal die hart van ons masjien wees. Die projek bevat ook twee stappermotors, waaronder bestuurders -IC's en 'n servomotor. U vind 'n paar aanbevole Amazon -skakels vir die toepaslike items

Om hierdie soort projekte te skep, benodig ons:

• Die PCB wat ons by JLCPCB bestel het
• 'N Arduino -nano:
• 2 x L293D H -brugbestuurder:
• 2 x IC -voetstukke DIP 16 -pen:
• 1 x IC -aansluiting DIP:
• SIL- en skroefkopverbindings:
• 1 x servomotor SG90:
• 2 x DVD -lesers:
• Die 3D -gedrukte dele
• Die lasergesnyde dele
• 'N Paar skroewe vir die samestelling
• Die pen wat ons as geskenk van JLCPCB of enige ander tekenpen gekry het

Stap 7: Elektroniese samestelling en toets

Ons gaan nou na die soldeersamestelling van al die elektroniese komponente. Soos gewoonlik vind u op die boonste sylaag 'n etiket van elke komponent wat die plasing daarvan op die bord aandui, en op hierdie manier is u 100% seker dat u geen soldeerfoute sal begaan nie.

Doen 'n paar toetse

Nadat ek die elektroniese komponente "sien prent 1" gesoldeer het, skroef ek die DVD -leser vas op die X -asplaat en ek doen dieselfde vir die hoofbord as wat ek die motordrade in die skroefkop daarin plaas om 'n eenvoudige toets te maak met behulp van 'n stepper motor toets kode "sien prent 2". Soos u sien, beweeg die stepper goed en ons is op die regte pad.

/************************************************ ************************************************* ************************************************* ******************** - Skrywer: BELKHIR Mohamed** - Beroep: (Elektriese ingenieur) MEGA DAS eienaar** - Hoofdoel: Industriële toepassing** - Kopiereg (c) houer: Alle regte voorbehou** - Lisensie: BSD 2 -klousule Lisensie** - Datum: 2017-04-20*********************** ************************************************* ************************************************* ******************************************** / / ** ******************************** NOTA ***************** ***********************/ // Herverdeling en gebruik in bron- en binêre vorms, met of sonder // wysiging, word toegelaat mits aan die volgende voorwaardes voldoen word:

// * Herverdeling van bronkode moet die bogenoemde kopieregkennisgewing behou, dit

// lys van voorwaardes en die volgende vrywaring.

// * Herverspreidings in binêre vorm moet die bogenoemde kopieregkennisgewing weergee, // hierdie lys van voorwaardes en die volgende vrywaring in die dokumentasie // en/of ander materiaal wat by die verspreiding verskaf word.

// HIERDIE SOFTWARE WORD DEUR DIE KOPIEREIHOUERS EN Bydraes verskaf "AS IS"

// EN ENIGE UITDRUKKIGE OF IMPLIKAAIRE GARANTIES, INGESLUIT, MAAR NIE BEPERK NIE, DIE // ONDERSTEMMDE GARANTIES VAN VERKOOPBAARHEID EN GESKIKTHEID VIR 'N BESONDERE DOEL WORD AFGEWEER

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Sluit die stepper Motor biblioteek in const int stepPerRotation = 20; // Aantal treë vir beurt. Standaardwaarde vir CD/DVD // Dui X -as -stapmotor aan Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); ongeldige opstelling () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motor speed myStepperX.step (100); vertraging (1000); myStepperX.step (-100); vertraging (1000); } leemte lus () {}

Stap 8: Montering van die meganiese onderdele

Ons gaan voort met die montering van ons struktuur deur die tweede stapmotor aan die Y -asplaat te skroef "sien prent 1". Nadat u die Y -as voorberei het, sal u albei as gereed hê om die dubbelasplan te maak waaroor ons in die eerste stap daaroor gepraat het, "sien prent 2". Al wat u hoef te doen is om die twee as in 'n 90 ° hoek te plaas, sien prent 3.

Maak van die penhouer

Ons berei die penhouer voor deur 'n klein byl in die veer te plaas om die 3D -gedrukte penhouer vas te hou, en dan skroef ons die servomotor vas "sien prent 4", die penhouer is gereed sodat ons dit aan die wa van die houer kan plak Y -as met warm gom of enige ander middel om dit op die Y -as te laat gly deur die stapmotorstappe "sien prent 5", dan plak ons ons aktiewe plaat aan die wa van die X -as "sien prent 6", en ons eindig met die skroef van die enjins se drade na die verbindings op die bord. Na 'n bietjie reëling het ons ons meganiese ontwerp gereed vir die aksie 'sien prent 7'.

Stap 9: sagteware -deel

As ons na die sagtewaregedeelte gaan, kombineer ons drie sagteware om die masjien lewendig te maak. Ek het 'n kort beskrywing in die eerste prent gemaak, ons ontwerp ons met behulp van Inkscape -sagteware wat 'n gcode -lêer produseer wat nodig is vir ons masjien en vir Om die gcode -instruksies te verstaan, moet die masjien 'n eie kode hê wat ons met Arduino IDE -sagteware sal oplaai, die laaste deel is hoe om die masjienkode aan die gcode -lêer te koppel; dit word uitgevoer deur die verwerking van sagteware.

Die eerste stap is om die arduino board scketch op te laai wat u kan aflaai vanaf die onderstaande skakel en moenie vergeet om die stappermotors se pen volgens u diagram te werk nie.

Let wel: as u dieselfde skematika as ons s'n gebruik, sal die kode goed werk en hoef u niks daarin te verander nie.

Die Gcode 'Inkscape' voorberei

Dan gaan ons na Inkscape en pas ons 'n paar parameters aan 'sien prent 1' soos die papierrame en eenhede 'sien prent 2', ons berei ons ontwerp voor en stoor dit op die MakerBat unicon -formaat 'sien prent 5, 6', as hierdie formaat As u nie in u Inkscape-weergawe beskikbaar is nie, kan u 'n byvoeging hiervoor plaas; sodra u op (stoor) klik, verskyn 'n nuwe venster vir die aanpassing van Gcode-lêerparameters, maar u moet dieselfde aanpassing volg as ons en alles sal regkom, volg 'prent 7, 8, 9', dan stel u hierdie parameters op hierdie manier in en u het u gCode -lêer.

Let wel: u kan nie die Gcode -lêer onder die vereiste formaat stoor as u 'n Inkscape -weergawe hoër as weergawe 0.48.5 gebruik nie

Koppel die masjien aan die Gcode -lêer 'Processing 3'

As ons na die verwerkingsagteware gaan, lyk dit 'n bietjie soos die Arduino IDE 'sien prent 10', dus moet u die 'CNC -program' -lêer oopmaak wat u kan aflaai vanaf die onderstaande skakel en dit net laat loop' sien prent 11 ', 'n tweede venster sal verskyn, moet u op laasgenoemde p in u sleutelbord druk om die COM -poort van die masjien te kies 'sien prent 12' en druk op laasgenoemde g om die gewenste gcode -lêer te kies, sodra u dit gekies het, sal die masjien direk begin teken.

Stap 10: Toets en resultate

En hier is die tyd is hier vir 'n toets, nadat die Gcode -lêer opgelaai is, het die masjien begin teken en ek het baie gehou van die LED -flikkering wat die rye na elke stapmotor wys.

Die ontwerpe is baie goed uitgevoer, en u kan sien dat die projek ook ongelooflik en maklik is om te maak, Moenie vergeet om na ons vorige projek te kyk nie: "hoe om u eie arduino -opleidingsplatform te maak". Teken in op ons YouTube -kanaal vir nog meer fantastiese video's.

Een laaste ding: maak seker dat u elke dag elektronika doen

Dit was BEE MB van MEGA DAS sien jou volgende keer