Arduino CNC -plotteri (piirustuslaite): 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei kaverit! Toivottavasti pidit jo aiemmasta ohjeistamastani "Kuinka tehdä oma Arduino -harjoitusalusta" ja olet valmis uuteen, kuten tavallista, tein tämän opetusohjelman opastamaan sinua askel askeleelta samalla kun tein tällaisia erittäin hämmästyttäviä edullisia sähköisiä projekteja joka on "CNC -plotterikone", joka tunnetaan myös nimellä "CNC -piirustus" tai vain "Arduino CNC -kone". ^_^

Löysin verkosta paljon opetusohjelmaa, joka selittää kuinka tehdä CNC -piirturi, mutta koska tietoa ei ollut tarpeeksi, tällaisen koneen tekeminen oli hieman vaikeaa, siksi olen päättänyt aloittaa tämän ohjeen, jossa näytän sinulle yksityiskohtaisesti kuinka helposti tehdä oma piirustuskone.

Tämä projekti on niin kätevä tehdä erityisesti saatuaan räätälöidyn piirilevyn, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä

parantaaksemme koneemme ulkonäköä, ja myös tässä oppaassa on tarpeeksi asiakirjoja ja koodeja, joiden avulla voit luoda koneesi helposti. Olemme tehneet tämän projektin vain 5 päivässä, vain kolme päivää, jotta saamme kaikki tarvittavat osat ja viimeistelemme laitteiston valmistuksen ja kokoonpanon, sitten 2 päivää koodin valmistelemiseksi ja muutosten tekemiseksi. Ennen aloittamista katsotaan ensin

Mitä opit tästä ohjeesta:

1. Oikean laitteiston valinta projektillesi sen toimintojen mukaan
2. Valmistele piirikaavio kaikkien valittujen komponenttien liittämiseksi
3. Kokoa kaikki projektin osat (mekaaninen ja elektroninen kokoonpano)
4. Koneen vaaka skaalaus
5. Aloita järjestelmän käsittely

Vaihe 1: Mikä on piirtokone

Koska olen tehnyt tämän ohjeen aloittelijoille, minun pitäisi ensin selittää yksityiskohtaisesti, mikä on piirustuskone ja miten se toimii!

Kuten wikipediassa on määritelty, CNC tarkoittaa tietokoneen numeerista ohjausta, kone, joka on tietokoneohjattu rakenne, joka vastaanottaa ohjeita tietokoneelta lähetetyn sarjaportin kautta ja liikuttaa toimilaitteitaan vastaanotettujen ohjeiden mukaan. Useimmat näistä koneista ovat askelmoottoripohjaisia koneita, jotka sisältävät askelmoottoreita teema -akselilla.

Toinen sana mainitulle "akselille", kyllä, jokaisella CNC -koneella on tietty määrä akseleita, joita tietokoneohjelma ohjaa.

Meidän tapauksessamme tekemämme CNC -piirturi on kaksiakselinen kone "yksityiskohdat kuvassa 1", jonka akselilla on pieni askelmoottori "askelmoija kuvassa 2", nämä askelmoottorit siirtävät aktiivista lokeroa ja saavat sen liikkumaan kaksoisakselilla suunnitella piirustuksen luomista piirtokynällä. Kynää pidetään ja vapautetaan käyttämällä rakenteessamme olevaa kolmatta moottoria, joka on servomoottori.

Vaihe 2: Askelmoottori on päätoimilaite

Askelmoottori tai askelmoottori tai askelmoottori on harjaton tasavirta -sähkömoottori, joka jakaa koko pyörimisen useisiin yhtä suureisiin vaiheisiin. Moottorin asentoa voidaan sitten komentaa liikkumaan ja pitämään jossakin näistä vaiheista ilman asennon tunnistinta palautetta varten (avoimen silmukan ohjain), kunhan moottori on mitoitettu huolellisesti sovellukseen vääntömomentin ja nopeuden suhteen., mistä saamme askelmoottorit projektillemme, hyvin helppoa, nappaa vain vanha DVD -lukija, kuten yllä olevassa kuvassa 1, minulla on kaksi 2 dollaria, kuin kaikki mitä sinun tarvitsee tehdä, on purkaa se poistaaksesi askelmoottori ja sen tuki, kuten kuvassa 3 esitetään, tarvitsemme kaksi niistä.

Kun saat moottorisi DVD -lukijasta, sinun on valmistettava ne käyttöön tunnistamalla moottorin käämien päät. Jokaisessa askelmoottorissa on kaksi kelaa ja yleismittarin avulla voit tunnistaa kelan päät mittaamalla moottorin nastojen liittimen välisen vastuksen "kuten kuvassa 5" ja jokaisen kelan sen tulisi olla noin 10 ohmia mitattuna. Kun moottorikäämit on tunnistettu, juota vain joitakin johtoja moottorin ohjaamiseksi niiden läpi "katso kuva 6"

Vaihe 3: Piirikaavio

Koneemme sydän on arduino Nano Dev -kortti, joka ohjaa jokaisen toimilaitteen liikettä tietokoneelta saatujen ohjeiden mukaan, jotta voimme ohjata näitä askelmoottoreita, tarvitsemme askelmoottorin ohjaimen ohjaamaan kunkin toimilaitteen nopeutta ja suuntaa..

Meidän tapauksessamme käytämme L293D H -sillan moottorinohjainta "katso kuva 3", joka vastaanottaa arduinon lähettämän moottorikomennon tulojensa kautta ja ohjaa askelmoottoreita sen lähtöjen avulla.

kaikkien tarvittavien osien liittämiseksi yhteen Arduino -korttimme kanssa olen tehnyt piirikaavion, joka näyttää kuvan 1, jossa sinun tulee noudattaa samaa liitäntää sekä askelmoottoreille että servomoottorille.

Kuva 2 selittää yksityiskohtaisesti piirikaavion kaavion avulla ja kuinka sen pitäisi olla linkit Arduinon ja muiden komponenttien välillä, jotta voit varmasti säätää näitä linkkejä tarpeidesi mukaan.

Vaihe 4: Piirilevyjen valmistus (tuottanut JLCPCB)

Tietoja JLCPCB: stä

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) on Kiinan suurin PCB-prototyyppiyritys ja korkean teknologian valmistaja, joka on erikoistunut nopeaan PCB-prototyyppiin ja pieneräiseen PCB-tuotantoon. Yli 10 vuoden kokemuksella piirilevyjen valmistuksesta JLCPCB: llä on yli 200 000 asiakasta kotimaassa ja ulkomailla, yli 8 000 online -tilausta PCB -prototyypistä ja pieni määrä PCB -tuotantoa päivässä. Vuotuinen tuotantokapasiteetti on 200 000 neliömetriä. erilaisille 1-, 2-kerroksisille tai monikerroksisille piirilevyille. JLC on ammattimainen piirilevyvalmistaja, jolla on laajamittainen, kaivovarustus, tiukka hallinta ja erinomainen laatu.

Puhuva elektroniikka

Kun olen tehnyt piirikaavion, muutin sen PCB -muotoon sen tuottamiseksi "katso kuva 5, 6, 7, 8", PCB: n valmistamiseksi olen valinnut JLCPCB: n parhaat PCB -toimittajat ja halvimmat PCB -toimittajat tilaamaan piiri. heidän luotettavan alustansa ansiosta minun tarvitsee vain yksinkertaisilla napsautuksilla ladata gerber -tiedosto ja asettaa joitakin parametreja, kuten piirilevyn paksuuden väri ja määrä, sitten olen maksanut vain 2 dollaria saadakseni PCB: n vain viiden päivän kuluttua. Kuten se osoittaa "kuvan 1, 2, 3, 4" liittyvän kaavion.

Aiheeseen liittyvät lataustiedostot

Saat Circuit (PDF) -tiedoston täältä. Kuten yllä olevista kuvista näkyy, piirilevy on hyvin valmistettu ja minulla on sama piirilevymalli, jonka olemme tehneet emolevyllemme, ja kaikki tarrat ja logot ovat opastamassa minua juotosvaiheissa. Voit myös ladata tämän piirin Gerber -tiedoston täältä, jos haluat tilata saman piirin.

Vaihe 5: Suunnittele koneellesi tuki

Saadaksemme paremman ulkonäön koneellemme päätin suunnitella nämä kolme osaa "katso kuva 1" käyttämällä Solidworks -ohjelmistoa, nämä osat auttavat meitä koomaan DVD -lukijat yhteen, minulla on näiden osien DXF -tiedostot ja ystävieni avustuksella FabLab Tunisia Olen saanut suunnitellut osat CNC -laserleikkauskoneella, käytimme 5 mm MDF -puumateriaalia saadaksemme nämä osat. Vielä yksi piirustuskynän pidike, olen saanut sen 3D -tulostusprosessin kautta. Ja voit ladata kaikki liittyvät tiedostot alla olevista linkeistä.

Vaihe 6: Ainesosat

Tarkastellaan nyt tarvittavia komponentteja, joita tarvitsemme tähän projektiin, käytän Arduino Nanoa, kuten edellä mainittiin, se on koneemme sydän. Hankkeeseen kuuluu myös kaksi askelmoottoria, joissa on ohjaimet ja servomoottori. Alla on joitain suositeltavia Amazon -linkkejä sopiviin kohteisiin

Tällaisten hankkeiden luomiseksi tarvitsemme:

• Piirilevy, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä
• Arduino nano:
• 2 x L293D H -sillan ohjain:
• 2 x DIP 16 -nastaista IC -liitäntää:
• 1 x IC -liitäntä DIP:
• SIL- ja ruuviliittimet:
• 1 x servomoottori SG90:
• 2 x DVD -lukija:
• 3D -tulostetut osat
• Laserleikatut osat
• Jotkut ruuvit kokoonpanolle
• Kynä, jonka saimme lahjaksi JLCPCB: ltä tai muulta piirustuskynältä

Vaihe 7: Elektroninen kokoonpano ja testi

Siirrymme nyt kaikkien elektronisten komponenttien juotoskokoonpanoon. Kuten tavallista, ylimmällä silkkikerroksella on jokaisen komponentin etiketti, joka osoittaa sen sijainnin levylle, ja näin olet 100% varma, ettet tee juotosvirheitä.

Tee joitain testejä

Elektronisten komponenttien juottamisen jälkeen "katso kuva 1", ruuvaan DVD -lukijan X -akselin levyyn ja tein samoin emolevyn suhteen kuin asetin moottorijohdot niihin ruuvin otsikon tehdäksesi yksinkertaisen testin askelmoottoritestillä koodi "katso kuva 2". Kuten näette, askeltaja liikkuu hienosti ja olemme oikealla tiellä.

/************************************************* ************************************************** ************************************************** ******************** - Kirjoittaja: BELKHIR Mohamed** - Ammatti: (Sähköinsinööri) MEGA DAS -omistaja** - Päätarkoitus: Teollinen sovellus** - Tekijänoikeus (c) haltija: Kaikki oikeudet pidätetään** - Lisenssi: BSD 2 -lausekkeen lisenssi** - Päivämäärä: 20.4.2017*********************** ************************************************** ************************************************** ******************************************** / / ** ********************************* HUOMAUTUS **************** ***********************:

// * Lähdekoodin uudelleenjakelussa on säilytettävä yllä oleva tekijänoikeushuomautus

// ehtojen luettelo ja seuraava vastuuvapauslauseke.

// * Binaarisessa muodossa tapahtuvassa uudelleenjakelussa on toistettava yllä oleva tekijänoikeushuomautus, // tämä ehtojen luettelo ja seuraava vastuuvapauslauseke dokumentaatiossa // ja/tai muu jakelun mukana toimitettu materiaali.

// TÄMÄ OHJELMISTOT TOIMITETAAN TEKIJÄNOIKEUDEN HALTIJAT JA TEKIJÄT "sellaisenaan"

// JA KAIKKI NIMENOMAISET TAI EHDOTTOMAT TAKUUT, MUKAAN SISÄLTYVÄT, MUTTA EIVÄT RAJOITU, // KAUPANKÄYTÄVYYDEN JA TIETTYYN TARKOITUKSEEN SOVELTUVAT TAKUUT EIVÄT VASTAAVAA

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Sisällytä askelmoottorin kirjasto const int stepPerRotation = 20; // Vaiheiden määrä käännöksessä. Vakioarvo CD/DVD -levylle // Ilmoita X -akselin askelmoottori Nastat Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Askelmoottorin nopeus myStepperX.step (100); viive (1000); myStepperX.step (-100); viive (1000); } void loop () {}

Vaihe 8: Mekaanisten osien kokoaminen

Jatkamme rakenteemme kokoonpanoa ruuvaamalla toinen askelmoottori Y -akselin levyyn "katso kuva 1". Y -akselin valmistelun jälkeen sinulla on molemmat akselit valmiina luomaan kaksiakselinen suunnitelma, josta puhuimme siitä ensimmäisessä vaiheessa "katso kuva 2". sinun tarvitsee vain sijoittaa kaksi akselia 90 ° ", katso kuva 3".

Kynätelineen valmistus

Valmistamme kynätelineen asettamalla pienen kirveen jouseen pitämään 3D -tulostetun kynän pidikkeen ja sitten ruuvaamme servomoottorin paikalleen "katso kuva 4", kynänpidike on valmis, joten kiinnitämme sen kotelon vaunuun Y -akseli kuumalla liimalla tai millä tahansa muulla tavalla, jotta se voi liukua Y -akselilla askelmoottorin vaiheiden jälkeen "katso kuva 5", sitten kiinnitämme aktiivisen levyn X -akselin vaunuun "katso kuva 6", ja lopuksi ruuvaamme moottorin johdot niihin liittimiin. Jonkin järjestelyn jälkeen mekaaninen suunnittelu on valmis toimintaan 'katso kuva 7'.

Vaihe 9: Ohjelmiston osa

Siirrymme ohjelmisto -osaan yhdistämällä kolme ohjelmistoa, jotta kone saadaan eloon, olen tehnyt lyhyen kuvauksen ensimmäisessä kuvassa, suunnittelemme suunnittelumme Inkscape -ohjelmistolla, joka tuottaa koneellemme ja laitteellemme tarvittavan gcode -tiedoston varmasti gcode -ohjeiden ymmärtämiseksi koneella pitäisi olla oma koodi, joka ladataan Arduino IDE -ohjelmiston avulla, viimeinen osa on kuinka linkittää koneen koodi gcode -tiedostoon, tämä suoritetaan käsittelyohjelmistolla.

Ensimmäinen vaihe on ladata arduino -korttipaketti, jonka voit ladata alla olevasta linkistä.

Huomautus: jos käytät samaa kaaviota kuin meidän, joten koodi toimii hyvin eikä siihen tarvitse muuttaa mitään.

Gcode 'Inkscapen' valmistelu

Sitten siirrytään Inkscapeen ja muutamme joitakin parametreja "katso kuva 1", kuten paperikehykset ja yksiköt "katso kuva 2", valmistamme suunnittelumme ja tallennamme sen MakerBat unicon -muotoon "katso kuva 5, 6", jos tämä muoto on ei ole käytettävissä Inkscape-versiossa, voit sijoittaa siihen lisäosan, kun napsautat (tallenna), uusi ikkuna avautuu Gcode-tiedoston parametrien säätöihin, sinun tarvitsee vain noudattaa samaa säätöä kuin meidän ja kaikki on hyvin vain seuraamalla "kuvaa 7, 8, 9", niin asetat nämä parametrit tällä tavalla ja sinulla on gCode -tiedosto.

Huomautus: et voi tallentaa Gcode -tiedostoa vaadittuun muotoon, jos käytät Inkscape -versiota, joka on uudempi kuin versio 0.48.5

Laitteen linkittäminen Gcode -tiedostoon 'Processing 3'

Kun siirrytään käsittelyohjelmistoon, se on vähän kuin Arduino IDE 'katso kuva 10', joten sinun pitäisi avata 'CNC -ohjelma' -tiedosto, jonka voit ladata alla olevasta linkistä ja suorittaa sen vain 'katso kuva 11', toinen ikkuna tulee näkyviin, sinun on painettava näppäimistön p -näppäintä valitaksesi laitteen COM -portti 'katso kuva 12', ja paina jälkimmäistä g valitaksesi halutun gcode -tiedoston, kun valitset sen, laite alkaa piirtää suoraan.

Vaihe 10: Testi ja tulokset

Ja tässä on aika testata, kun Gcode -tiedosto on ladattu, kone alkaa piirtää ja pidin todella LED -välkkymisestä, joka näyttää kullekin askelmoottorille lähetetyt sekvenssit.

Suunnittelut ovat erittäin hyvin tehtyjä, ja voit nähdä kaverit, että projekti on myös hämmästyttävä ja helppo tehdä, Älä unohda katsoa edellistä projektiamme, joka on "kuinka tehdä oma arduino -koulutusalusta". Ja tilaa YouTube -kanavamme saadaksesi upeampia videoita.

Viimeinen asia, varmista, että teet elektroniikkaa päivittäin

Se oli BEE MB MEGA DAS: sta, nähdään seuraavalla kerralla