Diy Arduino alapú cnc plotter gép

A CNC gépek számítógépes numerikus vezérlő gépek, amelyek bármit megrajzolnak vagy bármilyen mechanikai alkatrészt megterveznek a vezérlőegységükbe betáplált tervezési program szerint. A vezérlőegység lehet számítógép vagy mikrovezérlő. A CNC-gépek léptető és szervomotorral rendelkeznek, hogy a rajzot a betáplált programnak megfelelően lehessen megrajzolni.

Miután CNC-gépeken kutattam, úgy döntöttem, hogy saját CNC-gépet építek a helyben elérhető anyagok felhasználásával. Olyan sok CNC-gép van a világon, amelyek némelyike ​​technikailag és bonyolultabb ahhoz, hogy megfelelően elkészítsék vagy akár működtessék is őket. Ezért úgy döntöttem, hogy elkészítek egy egyszerű CNC Plotter Machine-t Arduino alapján, amely messze a legegyszerűbb elkészíteni. Használhatja ezt Arduino CNC rajzgépként is, kevés módosítással.

Ez a barkácsoló Arduino CNC gép képes megrajzolni az alapformák, szövegek és még rajzfilmek nagy részét. Működése hasonló az emberi kéz írásához. Gyorsabb és pontosabb ahhoz képest, ahogyan az ember tud írni vagy rajzolni. Ellenőrizze a bemutató videót az oktatóanyag végén.

Arduino CNC gép építése:

A CNC ábrázoló gép működéséhez 3 tengelyre van szükség (x tengely, y tengely és z tengely. Az x tengely és az y tengely egyöntetűen 2D képet hoz létre egy sima papíron. Ezek az x és y tengelye 90 fokkal helyezkedik el egymástól úgy, hogy a sima felület bármely pontját meghatározott x és y érték határozza meg. A z tengelyt felemeli és leengedi a tollat ​​a sima papírra.

A rajzolandó képtől függően a számítógép előállítja a megfelelő koordinátákat, és az USB-porton keresztül elküldi a mikrovezérlőnek. A mikrovezérlő értelmezi ezeket a koordinátákat, majd a kép létrehozásához vezérli a motorok helyzetét. Itt az Arduino-t használtuk mikrokontrollerként ennek a CNC-gépnek a felépítéséhez. A háromtengelyes mozgásokat léptetőmotorok biztosítják, amelyeket az Arduino tábla irányít majd. Megtudhatja, hogyan kell összekapcsolni a léptetőmotort az Arduinóval, ha még nem ismeri ezt.

Kezdjük tehát lépésről lépésre építeni az Arduino CNC készülékünket.

Amire szükséged van:

Megjegyzés: A formatervem hardverben merőben eltér a méret és a felhasznált anyagok tekintetében. Nem találtam régi DVD-meghajtókat, ezért a nyomtató alkatrészeit választottam. Bármit is használjon, győződjön meg arról, hogy van benne léptető motor.

Hardver követelmény:

1. Alumínium lemez (710mm x 710mm)
2. Régi HP / Epson nyomtató. Használhatja a régi számítógépes DVD-meghajtókat
3. Csavarok és anyacsavarok
4. Perspex üveg
5. Arduino UNO
6. L293D motorvezérlő pajzs vagy Arduino CNC pajzs
7. Mini szervo motor
8. Toll

A

Eszközök:

1. Csavarhúzó
2. Fúró
3. Vágószerszám (fémfűrész)
4. Ragasztó
5. Pados eszköz

Szoftverek:

A gép hatékony működéséhez a következő szoftvereket használják. Látogasson el a különböző webhelyekre, és töltse le őket.

1. Arduino IDE 1.6.6 vagy újabb verziók innen
2. Az IDE 3.1.1-es vagy újabb verziójának feldolgozása innen
3. Inkscape 0.48.5 verzió. Töltse le innen.
4. Grbl vezérlő (opcionális)

A CNC plotter gép alapja:

Ennek a készüléknek a teste az alap, amely a gép összes nagyobb részét együtt támogatja, így a gép szilárd és hordozható is. Ebben a kivitelben alumíniumot fogunk használni az alap kialakításához, mivel könnyű, könnyen hajlítható és vágható, valamint jó fényes megjelenést kölcsönöz, mivel nem rozsdásodik.

Az alapom kialakítása és méretei az alábbiakban láthatók:

Megjegyzés: Minden méret milliméterben van megadva.

Minden hajlítás és vágás után nagyon szilárd alapot tudtam előállítani, az alábbiak szerint:

Az X, Y és Z tengely összeszerelése:

Az x és y tengelyek elkészítéséhez két nyomtatótartót használnak. Ezen alkatrészek mindegyike tartalmaz egy léptetőmotort és egy szíjhajtó mechanizmust, amelyet általában a patron ide-oda mozgatására használnak.

A z tengelyhez egy mini szervo motort rögzítenek az y tengelyhez ragasztó segítségével. Ezt a szervomotort használják a toll felfelé és lefelé mozgatására. Meg kell építeni egy jó tartószerkezetet, amely lehetővé teszi a toll szabad mozgatását felfelé és lefelé.

Rajzplatform CNC-géphez:

A gép hatalmas mérete miatt a készülék képes A5 méretű papírra rajzolni. Ezért kivágunk egy A5 (148mmx210mm) méretű emelvényt a Perspex üvegből, majd ragasztóval ragasztjuk rá az x tengely mozgó részére.

A CNC gép vezetékezése és áramköre:

Helyezze az L293D motorvezérlő pajzsot az Arduino UNO lapra. Ez a pajzs egyszerre két léptetőmotort és két szervomotort vezethet. Csatlakoztassa a két léptetőmotort az alábbiak szerint. A földelő csatlakozást nem kell hagyni, mivel a motorok bipoplar típusúak. Ez Plotter gépünk Arduino CNC vezérlőjeként fog működni.

Csatlakoztassa a mini szervo motort az 1. szervo- hoz is. Csatlakoztasson egy 7,5 V - 9 V tápegységet a motorvezérlő árnyékolás tápcsatlakozójához. A gép készen áll a tesztelésre.

Arduino CNC gépkód és tesztelés:

Először tesztelnünk kell a léptetőmotorokat, és meg kell vizsgálnunk, hogy megfelelően vannak-e csatlakoztatva.

Mivel az L293D motorvezérlő pajzsot használjuk, innen le kell töltenünk az AFmotor Library-t. Ezután adja hozzá az Arduino IDE könyvtár mappájához. Nevezze át AFMotor névre . Ha az Arduino IDE nyitva volt, zárja be, nyissa meg újra, és kattintson a fájl -> példák -> Adafruit Motor Shield Library -> stepper elemre . Győződjön meg arról, hogy a megfelelő portot és táblát választotta az eszközökben, majd töltse fel a kódot az Arduino táblára. Néhány lépést meg kell figyelni a léptető motoron.

A második motor teszteléséhez változtassa meg a motor portját 2-ről 1-re a következő sorban, majd töltse fel újra a kódot.

#include // Csatlakoztasson egy lépésenkénti motort fordulatonként 48 lépéssel (7,5 fok) // a 2. motorporthoz (M3 és M4) AF_Stepper motor (48, 2);

Arduino kód CNC géphez:

Miután a léptetőmotorok megfelelően reagálnak, másolja a CNC-gépek Arduino kódját az alábbi Kód szakaszból, és töltse fel az Arduino táblára. A kódot az alábbi linkről töltheti le.

Arduino CNC kód letöltése

G-kód CNC-géphez:

A G - CODE az a nyelv, amelyen azt mondjuk a számítógépes gépeknek (CNC), hogy tegyenek valamit. Ez alapvetően egy fájl, amely X, Y és Z koordinátákat tartalmaz.

Például:

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

A G-kód megírása csak egy egyszerű négyzet számára nagyon nehéz lehet, de szerencsére van egy szoftverünk, amely segíthet a G-kód létrehozásában. Ezt a szoftvert " Inkscape " néven töltheti le innen.

Saját G-kódot generálhat az Inkscape használatával, amelyet a következő szakaszban ismertettünk, de használhatja az interneten könnyen elérhető G-kódokat.

Mielőtt bemutatnám, hogyan lehet G-kódokat létrehozni az Inkscape használatával, megbeszélhetjük, hogyan lehet ezeket a G-kódokat elküldeni az Arduino-ba. A szoftver, amely lehetővé teszi számunkra a G-kódok küldését az Arduino-ba, Processing néven fut.

Az IDE feldolgozása a G-kód feltöltéséhez:

Ez a platform segít abban, hogy elküldjük a G-kódokat az Arduino táblára. Ehhez le kell töltenie a GCTRL.PDE fájlt.

Töltse le innen a GCTRL.pde fájlt, és nyissa meg az IDE feldolgozása segítségével

Miután megnyitotta az IDE feldolgozása alatt, kattintson a Futtatás gombra. Megjelenik egy ablak az összes utasítással. Nyomja meg a p gombot a billentyűzeten. A rendszer megkéri, hogy válasszon egy portot. Tehát válassza ki azt a portot, amelyre az Arduino kártya csatlakozik. Az én esetem a 6. port.

Most nyomja meg a g gombot, és keresse meg azt a mappát, ahová mentette a G-KÓDOT. Válassza ki a megfelelő G-KÓDOT, és nyomja meg az Enter billentyűt. Ha minden rendben van csatlakoztatva, látnia kell, hogy a készülék elkezd rajzolni a papírra.

Ha le akarja állítani a folyamatot, csak nyomja meg az x gombot, és a készülék leállítja bármit is.

Saját G-kód létrehozása:

Megemlítettük, hogy az Inkscape az a szoftver, amelyet a G-KÓDOK létrehozásához fogunk használni. Ebben a példában létrehozunk egy egyszerű szöveget (HELLO WORLD) az alábbiak szerint.

Megjegyzés : Az Inkscape nem rendelkezik beépített módszerrel a fájlok G-CODE formátumban történő mentésére . Ezért telepítenie kell egy olyan bővítményt, amely lehetővé teszi a képek G-CODE fájlokba történő exportálását. Töltse le ezt a MakerBot Unicorn beépülő modult a telepítési megjegyzésekkel együtt.

Ha a telepítés sikeres volt, nyissa meg az Inkscape alkalmazást, lépjen a Fájl menübe, és kattintson a "Dokumentum tulajdonságai" gombra. Először változtassa meg a méreteket px-ről mm-re. A szélességet és a magasságot szintén csökkentse 90 mm-re. Most zárja be ezt az ablakot. Egy négyzet jelenik meg a rajzterületként. Ezt a területet fogjuk használni szövegünk megírásához.

Most kattintson a bal oldali sávon a szövegobjektum létrehozása és szerkesztése fülre. Írja be a " HELLO WORLD " szöveget, és helyezze a négyzet jobb felső sarkába az alábbiak szerint.

Kattintson a szövegre, és válassza ki a kívánt betűtípus stílusát. Kattintson az alkalmazás és a bezárás gombra.

Most kattintson az útvonalra, és válassza az " objektum az útvonalra " lehetőséget.

A szövege készen áll G-KÓDként történő mentésre. Kattintson a fájlra -> mentés másként , majd írja be a fájl nevét "helló világ"

Módosítsa a fájltípust "MakerBot Unicon G-Code" -ra , amint az az alábbi képen látható. Ez csak akkor jelenik meg, ha a kiegészítő telepítése sikeres volt. Végül kattintson a Mentés gombra, és kattintson az OK gombra a felbukkanó ablakban.

Ön létrehozott egy G-kódot, amelyet az előző eljárásokkal ábrázolhat.

A GRBL vezérlő:

Miután sikerült létrehoznia egy G-kódot az Inkscape használatával, szükség lehet a G-kód megtekintésére, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az a rajzhatárokon belül van.

A rajzkorlátokat az Arduino CNC KÓD az alábbiak szerint mutatja:

A fenti, a GRBL vezérlőben látható kép nem lépheti túl a fenti CNC Arduino kódban bemutatott határt. Ha meghaladja ezeket a határokat, például az x tengely negatív oldala felé, akkor a negatív oldalon lévő részt nem ábrázoljuk.

Ebben a példában az x és y értékek 0 és 40 mm között mozognak.

Mivel olyan nyomtatóalkatrészeket használok, amelyek nagyobb területen tudnak ábrázolni, a maximális értékeket 40mm-ről 60mm-re változtatom.

Valahányszor G-kódot generál az Inkscape használatával, először megnyithatja azt a GR-kódot a GRBL programban, hogy lássa, belül van-e ezekben a korlátokban. Ha nincs benne, akkor át kell méreteznie a kép méretét az Inkscape-ben, amíg az a korlátain belül van.

Tehát ez az olcsó és legegyszerűbb módszer egy CNC Plotter gép felépítésére otthoni arduino uno segítségével. Próbálja ki, és tudassa velünk a megjegyzésekben, ellenőrizze az alábbi videót is.