Arduino CNC plotter (joonistusmasin): 10 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Hei poisid! Loodan, et teile juba meeldis minu eelmine juhendatav „Kuidas teha oma Arduino koolitusplatvorm“ja olete uueks valmis, nagu tavaliselt, tegin selle õpetuse, mis juhendab teid samm -sammult, tehes sedalaadi hämmastavaid odavaid elektroonilisi projekte. mis on "CNC plotter", mida tuntakse ka kui "CNC joonistus" või lihtsalt "Arduino CNC -masin". ^_^

Leidsin veebist palju õpetusi, mis selgitavad, kuidas CNC -plotterit teha, kuid teabe puudumise tõttu oli sellise masina valmistamine natuke keeruline, see on põhjus, miks ma otsustasin selle juhendiga alustada, kus ma teile näitan üksikasjalikult, kuidas hõlpsalt oma joonistusmasinat teha.

Seda projekti on nii mugav teha spetsiaalselt pärast kohandatud trükkplaadi saamist, mille oleme tellinud JLCPCB -lt

meie masina välimuse parandamiseks, samuti on selles juhendis piisavalt dokumente ja koode, mis võimaldavad teil masinat hõlpsalt luua. Oleme selle projekti teinud vaid 5 päevaga, vaid kolme päevaga, et saada kõik vajalikud osad ning lõpetada riistvara tegemine ja kokkupanek, seejärel 2 päeva koodi ettevalmistamiseks ja mõningate kohanduste alustamiseks. Enne alustamist vaatame kõigepealt

Mida saate sellest õpetlikust õppida:

1. Tehke oma projekti jaoks õige riistvara valik sõltuvalt selle funktsioonidest
2. Koostage skeem kõigi valitud komponentide ühendamiseks
3. Pange kokku kõik projekti osad (mehaaniline ja elektrooniline kokkupanek)
4. Masina tasakaalu skaleerimine
5. Alustage süsteemiga manipuleerimist

Samm: mis on plotterimasin

Kuna olen selle algajatele juhendatavaks muutnud, peaksin kõigepealt üksikasjalikult selgitama, mis on joonistusmasin ja kuidas see töötab!

Nagu Vikipeedias määratletud, tähistab CNC arvuti numbrilist juhtimist-masinat, mis on arvutiga juhitav struktuur, mis võtab juhiseid vastu arvutist saadetud jadapordi kaudu ja liigutab täiturmehhanisme sõltuvalt saadud juhistest. Enamik neist masinatest on samm -mootoril põhinevad masinad, mis sisaldavad teemateljele samm -mootoreid.

Veel üks sõna mainitud "teljele", jah, igal CNC -masinal on kindel arv telgi, mida arvutiprogramm juhib.

Meie puhul on meie valmistatud CNC plotter kahekordse teljega masin "detailid pildil 1", mille teljel on väikesed samm -mootorid "samm 2 pildil", need sammud liigutavad aktiivset salve ja panevad selle liikuma kaheteljeliselt plaan luua joonistuskujundus joonistuspliiatsi abil. Pliiatsit hoitakse käes ja vabastatakse, kasutades meie konstruktsiooni kolmandat mootorit, mis on servomootor.

Samm: samm -mootor on peamine ajam

Sammumootor või astmemootor või astmemootor on harjadeta alalisvoolu elektrimootor, mis jagab täispöörde mitmeks võrdseks sammuks. Mootori asendit saab seejärel käsutada liikuma ja hoidma ühel neist toimingutest ilma tagasisideasendita (avatud ahelaga kontroller), kui mootor on pöördemomendi ja kiiruse suhtes rakenduse jaoks hoolikalt mõõdetud., kust saada meie projekti jaoks samm -mootoreid, lihtne, lihtsalt haarake vana DVD -lugeja, nagu ülaltoodud pildil 1, mul on kaks 2 dollari eest, kui kõik, mida peate tegema, on see lahti võtta samm -mootor ja selle tugi, nagu see näitab pilti 3, vajame neist kahte.

Kui olete oma mootorid DVD -lugejast kätte saanud, peaksite need kasutusvalmis tegema, tuvastades mootorimähise otsad. Igal samm -mootoril on kaks mähist ja multimeetri abil saate mähiseotsad tuvastada, mõõtes mootori tihvtide pistiku vahelist takistust "nagu näidatud pildil 5" ja iga mähise puhul peaks see olema umbes 10Ohm. Pärast mootori mähiste tuvastamist jootke lihtsalt mõned juhtmed, et mootorit nende kaudu juhtida "vt joonis 6"

Samm: vooluahela skeem

Meie masina süda on arduino Nano Dev plaat, mis kontrollib iga täiturmehhanismi liikumist sõltuvalt arvutist saadud juhistest, nende samm -mootorite juhtimiseks vajame samm -mootori juhti, et juhtida iga ajami kiirust ja suunda..

Meie puhul kasutame sildmootori draiverit L293D H "vaata pilti 3", mis saab arduino poolt sisendite kaudu saadetud mootorikäsu ja juhib samm -mootoreid selle väljundite abil.

kõigi vajalike osade ühendamiseks meie Arduino plaadiga olen koostanud skeemi, mis näitab pilti 1, kus peaksite järgima sama ühendust nii samm -mootorite kui ka servomootori jaoks.

Joonis 2 selgitab skemaatiliselt üksikasjalikult vooluahela skeemi ja seda, kuidas need peaksid olema lingid Arduino ja teiste komponentide vahel, kindlasti saate neid linke vastavalt oma vajadustele reguleerida.

4. samm: trükkplaatide valmistamine (tootnud JLCPCB)

JLCPCB kohta

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) on Hiina suurim PCB prototüüpide ettevõte ja kõrgtehnoloogiline tootja, mis on spetsialiseerunud kiirele PCB prototüübile ja väikese partii PCB tootmisele. JLCPCB -l on rohkem kui 10 -aastane PCB tootmise kogemus ja rohkem kui 200 000 klienti kodu- ja välismaal ning üle 8 000 veebipõhise PCB -prototüüpide tellimuse ja väikese koguse PCB tootmist päevas. Aastane tootmisvõimsus on 200 000 ruutmeetrit. mitmesuguste ühe-, kahe- või mitmekihiliste trükkplaatide jaoks. JLC on professionaalne trükkplaatide tootja, millel on laiaulatuslikud kaevude seadmed, range juhtimine ja kõrge kvaliteet.

Rääkiv elektroonika

Pärast vooluahela koostamist muutsin selle tootmiseks trükkplaadi kujunduseks "vt joonist 5, 6, 7, 8", PCB tootmiseks olen valinud JLCPCB parimad PCB tarnijad ja odavaimad PCB pakkujad vooluahel. nende usaldusväärse platvormiga pean tegema vaid mõned lihtsad klõpsud, et laadida üles Gerberi fail ja määrata mõned parameetrid, näiteks PCB paksuse värv ja kogus, siis olen maksnud vaid 2 dollarit, et saada oma PCB ainult viie päeva pärast. Nagu see näitab "joonise 1, 2, 3, 4" seotud skeemi.

Seotud allalaadimisfailid

Circuit (PDF) faili saate siit. Nagu ülaltoodud piltidel näha, on trükkplaat väga hästi toodetud ja mul on sama trükkplaadi kujundus, mille oleme oma põhiplaadi jaoks teinud, ja kõik sildid ja logod aitavad mul jootmise ajal toimida. Siit saate alla laadida ka selle vooluahela Gerberi faili juhul, kui soovite tellida sama vooluahela disaini.

Samm: kujundage oma masinale tugi

Meie masina parema väljanägemise nimel otsustasin need kolm osa Solidworks tarkvara abil "vaata pilti 1" kujundada, need osad aitavad meil DVD -lugejaid kokku panna, mul on nende osade DXF -failid ja minu sõprade abiga Tuneesias FabLab Mul on projekteeritud osi, mis toodetakse CNC laserlõikusmasina abil, nende osade tootmiseks kasutasime 5 mm MDF puitmaterjali. Veel üks disain, mis on joonistuspliiatsi hoidja, olen selle 3D -printimise käigus saanud. Ja saate allalaaditud linkidelt alla laadida kõik seotud failid.

6. samm: koostisosad

Nüüd vaatame läbi selle projekti jaoks vajalikud komponendid, ma kasutan Arduino Nano, nagu eespool mainitud, see on meie masina süda. Projekt hõlmab ka kahte samm -mootorit koos draiverite IC -dega ja servomootorit. Allpool leiate sobivate üksuste jaoks soovitatud Amazoni lingid

Selliste projektide loomiseks vajame:

• PCB, mille oleme tellinud JLCPCB -st
• Arduino nano:
• 2 x L293D H silla draiverit:
• 2 x IC -pistikupesa DIP 16 kontakti:
• 1 x IC -pesa DIP:
• SIL ja kruvipea pistikud:
• 1 x servomootor SG90:
• 2 x DVD -lugejat:
• 3D -prinditud osad
• Laserlõigatud osad
• Mõned kruvid kokkupanekuks
• Pliiats, mille oleme saanud JLCPCB kingitusena või mis tahes muu joonistuspliiats

Samm: elektrooniline kokkupanek ja test

Nüüd liigume kõigi elektroonikakomponentide jootmise komplekti juurde. Nagu tavaliselt, leiate ülemiselt siidikihilt iga komponendi sildi, mis näitab selle paigutust tahvlile ja nii olete 100% kindel, et te ei tee jootmisvigu.

Tehke mõned testid

Pärast elektroonikakomponentide jootmist "vaata pilti 1", keerasin DVD -lugeja X -teljeplaadi külge ja tegin emaplaadi puhul sama, kui paigutasin mootorijuhtmed nendesse kruvipea, et teha lihtne test, kasutades samm -mootori testi kood "vaata pilti 2". Nagu näete, liigub stepper hästi ja oleme õigel teel.

/************************************************ ************************************************* ************************************************* ******************** - Autor: BELKHIR Mohamed** - Elukutse: (elektrikombain) MEGA DASi omanik** - Põhieesmärk: Tööstusrakendus** - Autoriõigus (c) omanik: kõik õigused reserveeritud** - litsents: BSD 2 -klausliga litsents** - kuupäev: 20.04.2017*********************** ************************************************* ************************************************* ******************************************** / / ** ********************************* MÄRGE **************** **********************/ // Ümberjaotamine ja kasutamine lähte- ja kahendkujul koos muudatustega või ilma on lubatud, kui on täidetud järgmised tingimused:

// * Lähtekoodi ümberjaotamisel tuleb säilitada ülaltoodud autoriõiguse märge

// tingimuste loend ja järgmine lahtiütlemine.

// * Binaarsel kujul levitamisel tuleb reprodutseerida ülaltoodud autoriõiguse märge, // see tingimuste loetelu ja järgmine lahtiütlemine dokumentatsioonis // ja/või muu levitamisega kaasas olev materjal.

// Seda tarkvara ostavad autoriõiguse omanikud ja panustajad "sellisena, nagu see on"

JA VÕIMALIKUD VÕIMALIKUD GARANTIID, KAASA, MITTE PIIRETUD, MÜÜGILIKKUSE JA TEATAVALE EESMÄRGILE KOHALDATUD KÄSITLETUD GARANTIID VASTUTAVAD

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Kaasa stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Sammude arv kordamööda. Standardväärtus CD/DVD jaoks // Märkige X -telje samm -mootor Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Sammumootori kiirus myStepperX.step (100); viivitus (1000); myStepperX.step (-100); viivitus (1000); } void loop () {}

8. samm: mehaaniliste osade kokkupanek

Jätkame oma konstruktsiooni kokkupanekut, keerates teise samm -mootori Y -telje külge "vaata pilti 1". Kui olete Y -telje ette valmistanud, on teil mõlemad teljed valmis kaheteljelise plaani loomiseks, millest me rääkisime esimeses etapis "vt pilti 2". kõik, mida peate tegema, on asetada kaks telge 90 ° nurga alla (vt pilti 3).

Pliiatsihoidja valmistamine

Valmistame pliiatsihoidja ette, asetades väikese kirve vedrusse 3D -prinditud pliiatsihoidja hoidmiseks ja seejärel keerame servomootori oma kohale "vt joonis 4", pliiatsihoidik on valmis, nii et kleepime selle käru külge Y -telg, kasutades kuuma liimi või mõnda muud vahendit, et see saaks libiseda Y -teljel, järgides samm -mootori samme "vt pilti 5", seejärel kleepime oma aktiivse plaadi X -telje kandurile "vt joonis 6", ja lõpetame mootorite juhtmete kruvimisega nende külge pistikud plaadil. Pärast mõningast korraldust on meil mehaaniline disain toiminguks valmis (vt joonis 7).

9. samm: tarkvaraosa

Liikudes tarkvaraosa juurde, ühendame masina elujõuliseks muutmiseks kolm tarkvara. Esimesel pildil olen teinud lühikirjelduse, disaini teeme Inkscape tarkvara abil, mis toodab meie masina jaoks vajalikku gcode -faili kindlasti, et gcode juhistest aru saada, peaks masinal olema oma kood, mille laadime üles Arduino IDE tarkvara abil, viimane osa on masina koodi sidumine gcode -failiga, seda teostab töötlustarkvara.

Esimene samm on üles laadida arduino plaadi komplekt, mille saate alla laadida allolevalt lingilt ja ärge unustage samm -mootorite tihvti vastavalt oma skeemile värskendada.

Märkus: kui kasutate sama skeemi nagu meie, siis kood töötab hästi ja pole vaja selles midagi muuta.

Gcode 'Inkscape' ettevalmistamine

Seejärel liigume Inkscape'i ja kohandame mõningaid parameetreid "vaata pilti 1", näiteks paberraame ja üksusi "vt pilti 2", valmistame ette oma disaini ja salvestame selle MakerBat unicon -vormingusse "vt pilt 5, 6", kui see formaat on Kui see pole teie Inkscape'i versioonis saadaval, saate selle lisamiseks lisada lisandmooduli. Kui klõpsate (salvesta), ilmub uus aken Gcode-faili parameetrite kohandamiseks. Kõik, mida peate tegema, on järgida sama kohandamist nagu meie ja kõik saab korda, järgige 'pilti 7, 8, 9', siis määrate need parameetrid sel viisil ja teil on oma gCode -fail.

Märkus: te ei saa Gcode -faili nõutavas vormingus salvestada, kui kasutate Inkscape'i versiooni 0.48.5.

Masina linkimine Gcode -failiga 'Processing 3'

Töötlustarkvara juurde liikudes sarnaneb see natuke Arduino IDE -ga (vt pilti 10), nii et peaksite avama faili "CNC -programm", mille saate alla laadida allolevalt lingilt ja lihtsalt käivitada "vt pilti 11", teine aken ilmub, peate vajutama klaviatuuril viimast p, et valida seadme COM -port 'vt pilti 12', ja vajutage viimast g, et valida soovitud gcode -fail, kui see on valitud, hakkab masin otse joonistama.

10. samm: test ja tulemused

Ja siin on aeg testimiseks, kui Gcode -fail on üles laaditud, hakkab masin joonistama ja mulle väga meeldis LED -vilkumine, mis näitab igale samm -mootorile saadetud järjestusi.

Kujundused on väga hästi tehtud ja näete, et projekt on hämmastav ja hõlpsasti teostatav, Ärge unustage vaadata meie eelmist projekti, milleks on "kuidas teha oma arduino koolitusplatvormi". Ja tellige meie YouTube'i kanal, et saada veelgi vingemaid videoid.

Viimane asi, veenduge, et teete iga päev elektroonikat

See oli BEE MB MEGA DAS -ist, näeme järgmine kord