„Diy Arduino“ sukurtas CNC braižytuvas

CNC mašinos yra kompiuterizuotos skaitmeninio valdymo mašinos, kurios naudojamos norint ką nors nupiešti arba suprojektuoti bet kokią mechaninę dalį pagal jų valdymo bloke pateiktą projektavimo programą. Valdiklio blokas gali būti kompiuteris arba mikrovaldiklis. CNC staklės turi žingsninius ir servovariklius, kad pieštų dizainą pagal maitinimo programą.

Ištyręs CNC mašinas, aš nusprendžiau sukurti savo CNC mašiną, naudodamas vietoje prieinamas medžiagas. Pasaulyje yra tiek daug CNC mašinų, iš kurių kai kurios yra labai techniškos ir sudėtingos, kad jas būtų galima tinkamai pagaminti ar net valdyti. Dėl šios priežasties nusprendžiau pagaminti paprastą CNC braižytuvą „Arduino“ pagrindu, kuris yra paprasčiausias. Taip pat galite tai naudoti kaip „Arduino“ CNC piešimo mašiną su nedidelėmis modifikacijomis.

Šis „ pasidaryk pats“ CNC aparatas „Arduino“ gali nupiešti daugumą pagrindinių formų, tekstų ir net animacinių filmų. Jo veikimas yra panašus į žmogaus rankos rašymo būdą. Tai greičiau ir tiksliau, lyginant su tuo, kaip žmogus gali rašyti ar piešti. Patikrinkite demonstracinį vaizdo įrašą šios pamokos pabaigoje.

„Arduino“ CNC staklių sukūrimas:

Kad veiktų CNC braižymo mašina, reikalingos 3 ašys (x ašis, y ašis ir z ašis. X ašis ir y ašys veikia vieningai, kad sukurtų 2D vaizdą ant paprasto popieriaus. Šie x ir y ašys yra 90 laipsnių kampu viena nuo kitos taip, kad bet kurį lygaus paviršiaus tašką apibrėžtų nurodytos x ir y vertės. Z ašis naudojama pakeliant ir nuleidžiant rašiklį ant paprasto popieriaus.

Priklausomai nuo pieštino vaizdo, kompiuteris sugeneruos tinkamas koordinates ir per USB prievadą nusiųs jas į mikrovaldiklį. Mikrovaldiklis interpretuoja šias koordinates ir tada valdo variklių padėtį, kad sukurtų vaizdą. Norėdami sukurti šią CNC mašiną, mes naudojome „Arduino“ kaip mikrovaldiklį. Trijų ašių judesius užtikrina žingsniniai varikliai, kuriuos valdys „Arduino“ plokštė. Galite sužinoti, kaip sąveikauti žingsninį variklį su „Arduino“, jei jums tai dar nėra.

Taigi pradėkime kurti „ Arduino“ CNC įrenginį žingsnis po žingsnio.

Ko tau reikia:

Pastaba: Mano dizainas yra gana skirtingas aparatūros atžvilgiu pagal dydį ir naudojamas medžiagas. Nepavyko rasti senų DVD diskų įrenginių, todėl pasirinkau spausdintuvo dalis. Nesvarbu, ką naudojate, įsitikinkite, kad jame yra žingsninis variklis.

Aparatinės įrangos reikalavimas:

1. Aliuminio lakštas (710mm x 710mm)
2. Senas HP / „Epson“ spausdintuvas. Galite naudoti senus kompiuterio DVD diskus
3. Varžtai ir veržlės
4. „Perspex“ stiklas
5. „Arduino UNO“
6. L293D variklio vairuotojo skydas arba „Arduino“ CNC skydas
7. Mini servo variklis
8. Parkeris

A

Įrankiai:

1. Atsuktuvas
2. Grąžtas
3. Pjovimo įrankis (pjūklas)
4. Klijai
5. Suolinis įtaisas

Programinės įrangos:

Norint efektyviai valdyti šią mašiną, naudojamos šios programinės įrangos. Eikite į įvairias svetaines ir atsisiųskite jas.

1. „Arduino IDE“ 1.6.6 ar naujesnės versijos iš čia
2. Čia apdorojama IDE versija 3.1.1 arba naujesnė versija
3. „Inkscape“ versija 0.48.5. Atsisiųskite jį iš čia.
4. „Grbl“ valdiklis (pasirinktinai)

CNC braižytuvų staklių pagrindas:

Pagrindinis šio prietaiso korpusas yra pagrindas, kuris palaiko visas pagrindines mašinos dalis kartu, kad mašina būtų tvirta ir taip pat nešiojama. Šiame konstrukcijoje pagrindui sukonstruoti naudosime aliuminį, nes jis yra lengvas, lengvai lankstomas ir pjaustomas, taip pat suteikia gerą blizgesį, nes nerūdija.

Dizainas ir matmenys mano baze yra parodyta žemiau:

Pastaba: visi matmenys nurodomi milimetrais.

Po visų lenkimo ir pjovimo galėjau pagaminti labai tvirtą pagrindą, kaip parodyta žemiau:

X, Y ir Z ašių surinkimas:

Norėdami pagaminti x ir y ašis, naudojami du spausdintuvo laikikliai. Kiekvienoje iš šių dalių yra žingsninis variklis ir diržo pavaros mechanizmas, paprastai naudojamas judant kasetę pirmyn ir atgal.

Z ašiai klijuojant ant y ašies pritvirtinamas mini servo variklis. Šis servovariklis naudojamas švirkštimo priemonei judėti aukštyn ir žemyn. Reikėtų sukonstruoti gerą atramos mechanizmą, kuris leistų laisvai judėti rašikliu aukštyn ir žemyn.

CNC staklių piešimo platforma:

Dėl didžiulio šios mašinos dydžio prietaisas gali piešti ant A5 dydžio popieriaus. Todėl iš „Perspex“ stiklo iškirsime A5 (148mmx210mm) dydžio platformą ir tada klijais užklijuosime ją ant ašies judančios dalies.

CNC staklių laidai ir grandinės:

Įdėkite L293D variklio vairuotojo skydą ant „Arduino UNO“ plokštės. Šis skydas gali vienu metu valdyti du žingsninius variklius ir du servovariklius. Prijunkite du žingsninius variklius, kaip parodyta žemiau. Įžeminimo jungtį reikia palikti neprijungtą, nes varikliai yra dvipoliai. Tai veiks kaip mūsų „ Arduino“ CNC valdiklis mūsų „Plotter“ mašinai.

Taip pat pritvirtinkite mini servo variklį prie servo1. Prijunkite 7,5–9 V maitinimo šaltinį prie variklio vairuotojo skydo maitinimo prievado. Mašina dabar paruošta bandymams.

„Arduino“ CNC staklių kodas ir testavimas:

Pirmiausia turime išbandyti žingsninius variklius ir pamatyti, ar jie tinkamai prijungti.

Kadangi naudojame variklio vairuotojo skydą L293D, turime atsisiųsti „AFmotor Library“ iš čia. Tada pridėkite jį prie „Arduino IDE“ bibliotekos aplanko. Įsitikinkite, kad pervadinote jį į „ AFMotor“ . Jei „Arduino IDE“ buvo atidarytas, uždarykite jį ir atidarykite dar kartą ir spustelėkite failą -> pavyzdžiai -> „Adafruit Motor Shield Library“ -> „stepper“ . Įsitikinkite, kad įrankiuose pasirinkote teisingą prievadą ir plokštę, tada įkelkite kodą į „Arduino“ lentą. Kai kuriuos judesius reikia stebėti su žingsniniu varikliu.

Norėdami išbandyti du variklius, pakeiskite variklio prievadą iš 2 į 1 šioje eilutėje ir vėl įkelkite kodą.

#include // Prijunkite žingsninį variklį su 48 žingsniais per apsisukimą (7,5 laipsnio) // prie variklio prievado Nr. 2 (M3 ir M4) AF_Stepper variklis (48, 2);

CNC staklių „Arduino“ kodas:

Kai žingsniniai varikliai tinkamai reaguoja, nukopijuokite CNC mašinos „Arduino“ kodą iš žemiau esančio skyriaus Kodas ir įkelkite jį į „Arduino“ plokštę. Galite atsisiųsti kodą iš toliau pateiktos nuorodos.

„Arduino“ CNC kodo atsisiuntimas

G-kodas CNC staklėms:

G - KODAS yra kalba, kuria liepiame kompiuterinėms mašinoms (CNC) ką nors daryti. Iš esmės tai yra failas, kuriame yra X, Y ir Z koordinatės.

Pavyzdžiui:

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

Parašyti G kodą tik paprastam kvadratui gali būti tikrai sunku, tačiau, laimei, turime programinę įrangą, kuri gali padėti sukurti G kodą. Ši programinė įranga vadinama „ Inkscape “, atsisiųskite ją iš čia.

Savo „G“ kodą galite sugeneruoti naudodami „ Inkscape“, kurį paaiškinome kitame skyriuje, tačiau galite naudoti lengvai prieinamus G kodus internete.

Prieš parodydamas, kaip generuoti G kodus naudojant „Inkscape“, galima aptarti, kaip tuos „G“ kodus siųsti į „Arduino“. Programinė įranga, leidžianti mums siųsti „G-kodus“ į „Arduino“, vadinama „Processing“.

Apdorojant IDE įkelti G kodą:

Ši platforma padės mums nusiųsti G kodus į „Arduino“ lentą. Norėdami tai padaryti, turėsite atsisiųsti GCTRL.PDE failą.

Atsisiųskite GCTRL.pde failą iš čia ir atidarykite jį naudodami „Processing IDE“

Atidarę jį apdorodami IDE, spustelėkite paleisti. Pasirodys langas su visomis instrukcijomis. Paspauskite p klaviatūroje. Sistema paprašys pasirinkti uostą. Taigi pasirinkite prievadą, prie kurio prijungta jūsų „Arduino“ plokštė. Mano atveju tai 6 prievadas.

Dabar paspauskite g ir eikite į aplanką, kuriame išsaugojote savo G-KODĄ. Pasirinkite tinkamą G-CODE ir paspauskite enter. Jei viskas buvo prijungta teisingai, turėtumėte pamatyti, kaip jūs pradedate braižyti popierių.

Jei norite nutraukti procesą, tiesiog paspauskite x ir įrenginys sustabdys viską, ką jis darė.

Kaip susikurti savo G kodą:

Mes paminėjome, kad „ Inkscape“ yra programinė įranga, kurią naudosime kurdami savo G-KODUS. Šiame pavyzdyje sukursime paprastą tekstą (HELLO WORLD), kaip parodyta žemiau.

Pastaba : „ Inkscape“ nėra sukurtas būdas išsaugoti failus kaip G-CODE . Todėl turite įdiegti priedą, kuris įgalina eksportuoti vaizdus į G-CODE failus. Iš čia atsisiųskite šį „MakerBot Unicorn“ papildinį su diegimo pastabomis.

Jei diegimas buvo sėkmingas, atidarykite „Inkscape“, eikite į meniu Failas ir spustelėkite „Dokumento ypatybės“. Pirmiausia pakeiskite matmenis iš px į mm. Taip pat sumažinkite plotį ir aukštį iki 90 mm. Dabar uždarykite šį langą. Kvadratas pasirodo kaip piešimo sritis. Tai sritis, kurią naudosime rašydami savo tekstą.

Dabar kairėje šoninėje juostoje spustelėkite skirtuką kurti ir redaguoti teksto objektą. Įveskite tekstą „ HELLO WORLD “ ir padėkite jį viršutiniame dešiniajame kvadrato kampe, kaip parodyta žemiau.

Spustelėkite tekstą ir pasirinkite pageidaujamą šrifto stiliaus tipą. Spustelėkite taikyti ir uždaryti.

Dabar spustelėkite kelią ir pasirinkite „ objektas į kelią “

Dabar jūsų tekstas paruoštas išsaugoti kaip G-CODE. Spustelėkite failą -> išsaugoti kaip ir įveskite failo pavadinimą kaip „labas pasaulis“

Pakeiskite failo tipą į „MakerBot Unicon G-Code“, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Tai bus rodoma tik tuo atveju, jei priedo įdiegimas buvo sėkmingas. Galiausiai spustelėkite Išsaugoti ir iššokančiajame lange spustelėkite Gerai.

Jūs sukūrėte G kodą ir jį galima nupiešti naudojant ankstesnes procedūras.

GRBL valdiklis:

Kai pavyks sugeneruoti G kodą naudojant „Inkscape“, gali tekti peržiūrėti G kodą, kad įsitikintumėte, jog jis neviršija brėžinių ribų.

Į piešimo ribos nustatytos Arduino CNC KODEKSO linijose parodyta žemiau:

Vaizdas, kaip parodyta aukščiau GRBL valdiklyje, neturėtų viršyti tos ribos, kaip parodyta aukščiau esančiame CNC „Arduino“ kode. Jei jis viršija tas ribas, pavyzdžiui, link neigiamos x ašies pusės, ta neigiamos pusės dalis nebus braižoma.

Šiame pavyzdyje x ir y vertės svyruoja nuo 0 mm iki 40 mm.

Kadangi naudoju spausdintuvo detales, kurios gali būti braižomos didesniame plote, maksimalias vertes pakeičiu nuo 40 mm iki 60 mm.

Kiekvieną kartą, kai generuojate G kodą naudodami „Inkscape“, pirmiausia galite atidaryti tą G kodą programoje GRBL, kad sužinotumėte, ar jis yra tose ribose. Jei to nėra, turite pakeisti savo vaizdo dydį „Inkscape“, kol jis neviršys jūsų galimybių ribų.

Taigi tai yra pigiausias ir paprasčiausias būdas sukurti „CNC Plotter“ mašiną namuose naudojant „arduino uno“. Išbandykite ir praneškite mums komentaruose, taip pat patikrinkite toliau pateiktą vaizdo įrašą.