Arduino CNC плотер (МАШИНА ЗА ЧЕРЕЖЕНЕ): 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Хей момчета! Надявам се, че вече сте се насладили на предишната ми инструкция „Как да си направите своя собствена тренировъчна платформа Arduino“и сте готови за нова, както обикновено направих този урок, който да ви води стъпка по стъпка, докато правите този вид супер невероятни евтини електронни проекти която е „плотър с CNC машина“, известна още като „CNC чертеж“или просто „CNC машина Arduino“. ^_^

Намерих много уроци в мрежата, които обясняват как да се направи CNC плотер, но поради липсата на информация беше малко трудно да се направи такава машина, това е причината, поради която реших да започна тази инструкция, където ще ви покажа в подробности как лесно да направите своя собствена машина за рисуване.

Този проект е толкова удобен за изработка специално след получаване на персонализирана печатна платка, която поръчахме от JLCPCB

за да подобрите външния вид на нашата машина, а също така има достатъчно документи и кодове в това ръководство, за да можете лесно да създадете вашата машина. Направихме този проект само за 5 дни, само за три дни, за да вземем всички необходими части и да завършим изработката на хардуера и сглобяването, след това 2 дни, за да подготвим кода и да започнем някои корекции. Преди да започнем да видим първо

Какво ще научите от тази инструкция:

1. Правенето на правилния избор на хардуер за вашия проект в зависимост от неговите функционалности
2. Подгответе електрическата схема, за да свържете всички избрани компоненти
3. Сглобете всички части на проекта (механичен и електронен монтаж)
4. Мащабиране на баланса на машината
5. Започнете да манипулирате системата

Стъпка 1: Какво представлява плотерната машина

Тъй като направих тази инструкция за начинаещи, първо трябва да обясня подробно какво представлява машината за рисуване и как работи!

Както е дефинирано в wikipedia, CNC означава Компютърно числово управление, машина, която е компютърно контролирана структура, която получава инструкции през сериен порт, изпратен от компютър и премества своите задвижващи механизми в зависимост от получените инструкции. Повечето от тези машини са машини на базата на стъпкови двигатели, които включват стъпкови двигатели в оста на темата.

Друга дума за споменатата "ос", да, всяка машина с ЦПУ има определен брой оси, които ще се контролират от компютърната програма.

В нашия случай CNC плотерът, който направихме, е двуосна машина "детайли на снимка 1", която има малки стъпкови двигатели в оста си "стъпало на снимка 2", тези степери ще преместят активна тава и ще я накарат да се движи по двойна ос планирайте да създадете чертеж с помощта на химикалка. Писалката ще бъде задържана и освободена с помощта на трети двигател в нашата структура, който ще бъде серво мотор.

Стъпка 2: Стъпковият двигател е основният задвижващ механизъм

Стъпков двигател или стъпков двигател или стъпков двигател е безчетков електродвигател с постоянен ток, който разделя пълното въртене на няколко равни стъпки. След това позицията на двигателя може да бъде заповядана да се движи и задържи на една от тези стъпки без никакъв сензор за позиция за обратна връзка (контролер с отворен контур), стига двигателят да е внимателно оразмерен спрямо приложението по отношение на въртящия момент и скоростта., откъде да вземете стъпковите двигатели за нашия проект, добре лесно, просто вземете стар DVD четец като този на снимка 1 по -горе, имам два за 2 долара, отколкото всичко, което трябва да направите, е да го разглобите, за да извлечете стъпковият двигател и неговата опора, както показва снимка 3, ще ни трябват два от тях.

След като вземете моторите си от DVD четеца, трябва да ги подготвите за употреба, като идентифицирате краищата на бобините на двигателя. Всеки стъпков двигател има две намотки и с помощта на мултицет можете да идентифицирате краищата на намотката, като измерите съпротивлението между конектора на щифтовете на двигателя "както е показано на снимка 5" и за всяка намотка трябва да бъде измерено около 10Ohm. След идентифициране на намотките на двигателя просто запойте някои проводници, за да управлявате двигателя чрез тях "вижте снимка 6"

Стъпка 3: Схемата

Сърцето на нашата машина е платка arduino Nano Dev, която ще контролира движението на всеки задвижващ механизъм в зависимост от инструкциите, получени от компютъра, за да управляваме тези стъпкови двигатели, се нуждаем от драйвер за стъпков двигател, който да контролира скоростта и посоката на всеки задвижващ механизъм.

В нашия случай ще използваме драйвер за мост L293D H на моста "виж снимка 3", който ще получава командата на двигателя, изпратена от arduino през входовете му и ще управлява стъпковите двигатели, използвайки неговите изходи.

за да свържете всички необходими части заедно с нашата платка Arduino, направих електрическата схема, която показва снимка 1, където трябва да следвате една и съща връзка както за стъпкови двигатели, така и за серво мотор.

Снимката 2 обяснява подробно чрез схематична схема и как трябва да бъдат връзките между Arduino и другите компоненти, със сигурност можете да регулирате тези връзки в зависимост от вашите нужди.

Стъпка 4: Изработване на печатни платки (Произведено от JLCPCB)

За JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), е най-голямото предприятие за прототип на печатни платки в Китай и високотехнологичен производител, специализиран в производството на прототипи за бързи печатни платки и производство на малки партиди. С над 10 години опит в производството на печатни платки, JLCPCB има повече от 200 000 клиенти у нас и в чужбина, с над 8 000 онлайн поръчки за прототипиране на печатни платки и производство на малки количества печатни платки на ден. Годишният производствен капацитет е 200 000 кв.м. за различни еднопластови, двуслойни или многослойни печатни платки. JLC е професионален производител на печатни платки, който се отличава с широкомащабно, кладенечно оборудване, стриктно управление и превъзходно качество.

Говореща електроника

След като направих електрическата схема, я трансформирах в дизайн на печатна платка, за да я произведа "вижте снимка 5, 6, 7, 8", за да произведа печатна платка, избрах JLCPCB най -добрите доставчици на печатни платки и най -евтините доставчици на печатни платки, за да поръчам моя верига. с тяхна надеждна платформа всичко, което трябва да направя, е няколко прости кликвания, за да кача gerber файла и да задам някои параметри като цвят и количество на дебелината на печатната платка, тогава съм платил само 2 долара, за да си получа печатната платка само след пет дни. Както показва "снимката 1, 2, 3, 4" на свързаната схема.

Свързани файлове за изтегляне

Можете да получите файла Circuit (PDF) от тук. Както можете да видите на снимките по -горе, печатната платка е много добре произведена и имам същия дизайн на печатната платка, който направихме за нашата главна платка и всички етикети и лога са там, за да ме ръководят по време на стъпките на запояване. Можете също да изтеглите файла Gerber за тази схема от тук, в случай че искате да направите поръчка за същия дизайн на веригата.

Стъпка 5: Проектирайте поддръжка за вашата машина

За да донеса по -добър външен вид на нашата машина, реших да проектирам тези три части „вижте снимка 1“с помощта на софтуера Solidworks, тези части ще ни помогнат да съберем DVD четците заедно, имам DXF файловете на тези части и с с помощта на моите приятели във FabLab Тунис Имам проектирани части, произвеждащи с помощта на машина за лазерно рязане с ЦПУ, ние използвахме 5 мм MDF дървен материал, за да произведем тези части. Още един модел, който е държачът за химикалка за рисуване, го преживях чрез процес на 3D печат. И можете да изтеглите всички свързани файлове от връзките по -долу.

Стъпка 6: Съставки

Сега нека прегледаме необходимите компоненти, от които се нуждаем за този проект, използвам Arduino Nano, както бе споменато по -горе, той ще бъде сърцето на нашата машина. Проектът включва и два стъпкови двигателя с интегрални схеми на драйвери и серво мотор. По -долу ще намерите някои препоръчани amazon връзки за съответните артикули

За да създадем такива проекти ще ни трябват:

• ПХБ, които сме поръчали от JLCPCB
• Arduino nano:
• 2 x L293D H мостов драйвер:
• 2 x IC гнезда DIP 16 пина:
• 1 x IC гнездо DIP:
• Конектори за заглавки SIL и винт:
• 1 x серво мотор SG90:
• 2 x DVD четци:
• 3D отпечатаните части
• Лазерно изрязани части
• Някой винт за монтажа
• Химикалката, която имаме като подарък от JLCPCB или друга писалка за рисуване

Стъпка 7: Електронен монтаж и тест

Сега преминаваме към запояващия монтаж на всички електронни компоненти. Както обикновено, на горния копринен слой ще намерите етикет на всеки компонент, показващ поставянето му на дъската и по този начин ще бъдете 100% сигурни, че няма да направите никакви грешки при запояване.

Направете някои тестове

След запояване на електронните компоненти „вижте снимка 1“, завинтвам DVD четеца към плочата на оста X и направих същото за основната платка, отколкото поставих проводниците на двигателя в тях, за да направя прост тест, използвайки тест на стъпков двигател код "виж снимка 2". Както виждате, стъпката се движи добре и ние сме на прав път.

/************************************************* ************************************************** ************************************************** ******************** - Автор: BELKHIR Mohamed** - Професия: (електроинженер) Собственик на MEGA DAS** - Основна цел: Промишлено приложение** - Авторско право (в) притежател: Всички права запазени** - Лиценз: BSD 2 -клаузен лиценз** - Дата: 2017-04-20*********************** ************************************************** ************************************************** ********************************************** / / ** ********************************* ЗАБЕЛЕЖКА **************** **********************/ // Преразпределението и използването в източници и двоични форми, със или без // модификация, са разрешени, при условие че са изпълнени следните условия:

// * Преразпределенията на изходния код трябва да запазват горепосоченото известие за авторски права, this

// списък на условията и следното отказване от отговорност.

// * Преразпределенията в двоична форма трябва да възпроизвеждат горепосоченото известие за авторски права, // този списък с условия и следното отказ от отговорност в документацията // и/или други материали, предоставени с разпространението.

// НАСТОЯЩИЯ СОФТУЕР се ПРЕДОСТАВЯ ОТ ПРИТЕЖАТЕЛИТЕ НА АВТОРСКИТЕ ПРАВА И ДОПЪЛНИТЕЛИТЕ „КАКТО Е“

// И НИКАКВИ ПЪТНИ ИЛИ НАЛИЧНИ ГАРАНЦИИ, ВКЛЮЧВАЩИ, НО НЕ ОГРАНИЧЕНИ // ПРИЛОЖЕНИТЕ ГАРАНЦИИ ЗА ТЪРГОВОСТ И ГОДНОСТ ЗА ОТДЕЛНА ЦЕЛ СЕ ОТКАЗВАТ

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Включете библиотеката на степпер мотор библиотека const int stepPerRotation = 20; // Брой стъпки по ред. Стандартна стойност за CD/DVD // Посочете X ос стъпков двигател Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Скорост на стъпков двигател myStepperX.step (100); забавяне (1000); myStepperX.step (-100); забавяне (1000); } void loop () {}

Стъпка 8: Сглобяване на механичните части

Продължаваме сглобяването на нашата конструкция, като завинтваме втория стъпков двигател към платното по оста Y "виж снимка 1". След като подготвите оста Y, ще имате и двете оси готови да създадете план с двойна ос, за който говорихме за него в първата стъпка "вижте снимка 2". всичко, което трябва да направите, е да поставите двете оси на 90 ° "вижте снимка 3".

Изработка на държача за писалка

Ние подготвяме държача за писалка, като поставяме малка брадва в пружина, за да държим 3D отпечатания държач на писалка, след което завинтваме серво мотора към неговото разположение "вижте снимка 4", държачът на писалката е готов, така че го залепваме към каретката на Ос Y с помощта на горещо лепило или по друг начин, за да може да се плъзга по оста Y след стъпките на стъпковия двигател „вижте снимка 5“, след което залепваме нашата активна планка към каретката на оста X „вижте снимка 6“, и завършваме с завинтването на проводниците на двигателите към тях конектори на платката. След известно подреждане имаме механичен дизайн, готов за действието „виж снимка 7“.

Стъпка 9: Софтуерна част

Преминавайки към софтуерната част, ще комбинираме три софтуера, за да оживим машината. Направих кратко описание на първата снимка, ще направим нашия дизайн с помощта на софтуера Inkscape, който произвежда gcode файл, необходим за нашата машина и за със сигурност, за да разберем инструкциите за gcode, машината трябва да има свой собствен код, който ще бъде качен с помощта на софтуера Arduino IDE, последната част е как да свържете кода на машината с gcode файла, това се извършва чрез софтуер за обработка.

Първата стъпка е качването на скицата на дъската arduino, която можете да изтеглите от връзката по -долу и не забравяйте да актуализирате щифта на стъпковите двигатели според вашия shcematic.

Забележка: ако използвате същата схема като нашата, кодът ще работи добре и няма нужда да променяте нищо в него.

Подготовка на Gcode „Inkscape“

След това преминаваме към Inkscape и коригираме някои параметри „вижте снимка 1“, като хартиените рамки и единици „вижте снимка 2“, подготвяме нашия дизайн и го запазваме във формат MakerBat unicon „вижте снимка 5, 6“, ако този формат е не е наличен във вашата версия на Inkscape, можете да поставите добавка, за да го имате, след като щракнете върху (запишете), ще се появи нов прозорец за корекции на параметрите на Gcode файла, всичко, което трябва да направите, е да следвате същата корекция като нашата и всичко ще бъде наред, просто следвайте „снимка 7, 8, 9“, след което задавате тези параметри по този начин и имате своя gCode файл.

Забележка: не можете да запазите файла Gcode под необходимия формат, ако използвате версия на Inkscape по -висока от версия 0.48.5

Свързване на машината с Gcode файла „Processing 3“

Преминавайки към софтуер за обработка, той е малко като Arduino IDE „виж снимка 10“, така че трябва да отворите файла „програма с CNC“, който можете да изтеглите от връзката по -долу и просто да го стартирате „вижте снимка 11“, втори прозорец ще се появи, трябва да натиснете последния p в клавиатурата си, за да изберете COM порта на устройството „вижте снимка 12“, и натиснете последния g, за да изберете желания gcode файл, след като го изберете, машината директно ще започне да рисува.

Стъпка 10: Тест и резултати

И ето, че е време да дойдем за един тест, след като качих Gcode файла, машината започна да рисува и много ми хареса мигането на светодиодите, което показва последователностите, изпратени до всеки стъпков двигател.

Дизайните са много добре направени и можете да видите момчета, проектът е невероятен и лесен за изработка, Не забравяйте да гледате предишния ни проект, който е „как да направите своя собствена тренировъчна платформа arduino“. Абонирайте се за нашия канал в YouTube за още страхотни видеоклипове.

И последно нещо, уверете се, че работите с електроника всеки ден

Беше BEE MB от MEGA DAS, ще се видим следващия път