Arduino CNC ploter (CRTNI STROJ): 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Bok ljudi! Nadam se da ste već uživali u mojoj prethodnoj instrukciji "Kako napraviti vlastitu Arduino platformu za obuku" i spremni ste za novu, kao i obično, napravio sam ovaj vodič koji će vas voditi korak po korak dok stvarate ovu vrstu super zadivljujućih jeftinih elektroničkih projekata koji je "CNC ploter stroj" poznat i kao "CNC crtež" ili samo "Arduino CNC stroj". ^_^

Na internetu sam pronašao mnogo vodiča koji objašnjavaju kako napraviti CNC ploter, ali s nedostatkom informacija bilo je malo teško napraviti takav stroj, to je razlog zašto sam odlučio pokrenuti ovaj instruktor gdje ću vam pokazati u pojedinostima kako jednostavno napraviti vlastiti stroj za crtanje.

Ovaj je projekt toliko zgodan za izradu posebno nakon dobivanja prilagođenog PCB -a koji smo naručili od JLCPCB

kako biste poboljšali izgled našeg stroja, a u ovom vodiču ima dovoljno dokumenata i kodova koji vam omogućuju jednostavno stvaranje vašeg stroja. Ovaj smo projekt napravili u samo 5 dana, samo tri dana da nabavimo sve potrebne dijelove i dovršimo izradu hardvera i montažu, zatim 2 dana za pripremu koda i početak nekih prilagodbi. Prije početka pogledajmo prvo

Ono što ćete naučiti iz ovog uputstva:

1. Pravilan odabir hardvera za vaš projekt ovisno o njegovim funkcionalnostima
2. Pripremite shemu spoja za povezivanje svih odabranih komponenti
3. Sastavite sve dijelove projekta (mehanički i elektronički sklop)
4. Skaliranje ravnoteže stroja
5. Počnite manipulirati sustavom

Korak 1: Što je ploter stroj

Budući da sam ovo uputstvo napravio za početnike, prvo bih trebao detaljno objasniti što je to stroj za crtanje i kako radi!

Kako je definirano u wikipediji, CNC označava računalnu numeričku kontrolu, stroj koji je računalno upravljana struktura koja prima upute putem serijskog porta poslanog s računala i pomiče svoje pokretače ovisno o primljenim uputama. Većina ovih strojeva su strojevi na bazi koračnih motora koji uključuju koračne motore u os teme.

Još jedna riječ za spomenutu "os", da, svaki CNC stroj ima definirani broj osi kojima će upravljati računalni program.

U našem slučaju CNC ploter koji smo napravili je dvoosni stroj "detalji na slici 1" koji u svojoj osi ima male koračne motore "stepper na slici 2" ti će steperi pomicati aktivnu ladicu i tjerati je da se pomiče po dvostrukoj osi planirajte izradu crteža pomoću olovke za crtanje. Olovka će se držati i otpuštati pomoću trećeg motora u našoj strukturi koji će biti servo motor.

Korak 2: Koračni motor je glavni pokretač

Koračni motor ili koračni motor ili koračni motor istosmjerni je elektromotor bez četkica koji punu rotaciju dijeli na nekoliko jednakih koraka. Položaj motora tada se može narediti da se pomakne i zadrži u jednom od ovih koraka bez ikakvog senzora položaja za povratnu informaciju (regulator s otvorenom petljom), sve dok je motor pažljivo prilagođen primjeni s obzirom na okretni moment i brzinu. Prvi stih, odakle nabaviti koračne motore za naš projekt, jednostavno, samo zgrabite stari DVD čitač poput onog na slici 1 gore, imam dva za 2 dolara, nego sve što trebate učiniti je rastaviti ga kako biste ga izvadili koračni motor i njegova podrška, kako prikazuje sliku 3, trebat će nam dva.

Kada svoje motore nabavite iz čitača DVD -a, trebali biste ih pripremiti za uporabu identificiranjem krajeva zavojnica motora. Svaki koračni motor ima dvije zavojnice, a pomoću multimetra možete identificirati krajeve zavojnice mjerenjem otpora između konektora igle motora "kao što je prikazano na slici 5", a za svaku zavojnicu treba izmjeriti oko 10 Ohma. Nakon identificiranja zavojnica motora, lemite neke žice za upravljanje motorom kroz njih "vidi sliku 6"

Korak 3: Dijagram kruga

Srce našeg stroja je arduino Nano Dev ploča koja će kontrolirati kretanje svakog aktuatora ovisno o uputama primljenim od računala, da bismo upravljali ovim koračnim motorima, potreban nam je upravljački program koračnog motora za kontrolu brzine i smjera svakog pogona.

U našem slučaju koristit ćemo upravljački program motora L293D H mosta "vidi sliku 3" koji će primati naredbu motora poslanu s arduina preko svojih ulaza i upravljati koračnim motorima koristeći njegove izlaze.

kako bismo povezali sve potrebne dijelove zajedno s našom Arduino pločom, napravio sam dijagram koji prikazuje sliku 1 gdje trebate slijediti istu vezu za oba koračna motora i servo motor.

Slika 2 detaljno objašnjava shematski dijagram kruga i kako bi to trebale biti veze između Arduina i drugih komponenti, sigurno možete prilagoditi te veze ovisno o vašim potrebama.

Korak 4: Izrada PCB -a (produkcija JLCPCB)

O JLCPCB -u

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), najveće je poduzeće za prototip PCB-a u Kini i visokotehnološki proizvođač specijaliziran za brze prototipe PCB-a i proizvodnju malih serija PCB-a. S više od 10 godina iskustva u proizvodnji PCB -a, JLCPCB ima više od 200 000 kupaca u zemlji i inozemstvu, s preko 8 000 internetskih narudžbi izrade prototipa PCB -a i male količine proizvodnje PCB -a dnevno. Godišnji proizvodni kapacitet je 200 000 m2. za različite 1-slojne, 2-slojne ili višeslojne PCB-e. JLC je profesionalni proizvođač PCB -a s velikom opremom, opremom za bušotine, strogim upravljanjem i vrhunskom kvalitetom.

Pričajuća elektronika

Nakon što sam napravio dijagram kruga, pretvorio sam ga u dizajn PCB -a kako bih ga proizveo "vidi sliku 5, 6, 7, 8", kako bih proizveo PCB, odabrao sam JLCPCB najbolje dobavljače PCB -a i najjeftinije dobavljače PCB -a koji su mi naručili sklop. s njihovom pouzdanom platformom sve što trebam učiniti je nekoliko jednostavnih klikova za učitavanje gerber datoteke i postavljanje nekih parametara poput boje i količine debljine PCB -a, a zatim sam platio samo 2 dolara da dobijem svoju PCB nakon samo pet dana. Kako prikazuje "sliku 1, 2, 3, 4" povezane sheme.

Povezane datoteke za preuzimanje

Ovdje možete preuzeti datoteku Circuit (PDF). Kao što možete vidjeti na gornjim slikama, PCB je vrlo dobro izrađen i imam isti dizajn PCB -a koji smo napravili za našu glavnu ploču, a sve naljepnice i logotipi su tu da me vode tijekom koraka lemljenja. Ovdje možete preuzeti i Gerber datoteku za ovaj sklop u slučaju da želite naručiti isti dizajn sklopa.

Korak 5: Osmislite podršku za svoj stroj

Kako bih poboljšao izgled našeg stroja, odlučio sam ova tri dijela dizajnirati "vidi sliku 1" pomoću softvera Solidworks, ti će nam dijelovi pomoći pri sastavljanju čitača DVD -a, imam DXF datoteke ovih dijelova i uz pomoć mojih prijatelja iz FabLaba u Tunisu imam dizajnirane dijelove za proizvodnju pomoću CNC laserskog stroja za rezanje, koristili smo 5 mm MDF drveni materijal za proizvodnju ovih dijelova. Još jedan model koji je držač olovke za crtanje, prošao sam kroz proces 3D ispisa. I sve povezane datoteke možete preuzeti s donjih veza.

Korak 6: Sastojci

Sada pogledajmo potrebne komponente koje su nam potrebne za ovaj projekt, koristim Arduino Nano kao što je gore spomenuto, bit će to srce našeg stroja. Projekt također uključuje dva koračna motora s upravljačkim sklopovima i servo motor. Dolje ćete pronaći neke preporučene amazonske veze za odgovarajuće stavke

Za izradu ovakvih projekata trebat će nam:

• PCB koji smo naručili od JLCPCB -a
• Arduino nano:
• 2 x vozač mosta L293D H:
• 2 x IC utičnice DIP 16 pina:
• 1 x IC utičnica DIP:
• SIL i konektori za zaglavlje vijaka:
• 1 x servo motor SG90:
• 2 x DVD čitači:
• 3D ispisani dijelovi
• Laserski izrezani dijelovi
• Neki vijak za montažu
• Olovka koju smo dobili na poklon od JLCPCB -a ili bilo koje druge olovke za crtanje

Korak 7: Elektronička montaža i ispitivanje

Sada prelazimo na lemni sklop svih elektroničkih komponenti. Kao i obično, na gornjem sloju svile naći ćete naljepnicu svake komponente koja označava njeno postavljanje na ploču, pa ćete na taj način biti 100% sigurni da nećete pogriješiti pri lemljenju.

Napravite neke testove

Nakon lemljenja elektroničkih komponenti "vidi sliku 1", zašrafio sam DVD čitač na ploču osi X i učinio sam isto za glavnu ploču nego što sam u njih ugradio žice motora u glavu vijka kako bih napravio jednostavan test pomoću testa koračnog motora kod "vidi sliku 2". Kao što vidite, steper se dobro kreće i na dobrom smo putu.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Autor: BELKHIR Mohamed** - Zanimanje: (Elektroinženjer) Vlasnik MEGA DAS -a** - Glavna svrha: Industrijska primjena** - Autorska prava (c) nositelj: Sva prava pridržana** - Licenca: BSD licenca iz 2 klauzule** - Datum: 2017-04-20*********************** ************************************************ ************************************************ ******************************************** / / ** ********************************* BILJEŠKA **************** **********************/ // Preraspodjela i uporaba u izvornim i binarnim oblicima, sa ili bez // izmjene, dopušteni su pod uvjetom da su ispunjeni sljedeći uvjeti:

// * Redistribucija izvornog koda mora zadržati gornju obavijest o autorskim pravima

// popis uvjeta i sljedeće odricanje odgovornosti.

// * Redistribucije u binarnom obliku moraju reproducirati gornju obavijest o autorskim pravima, // ovaj popis uvjeta i sljedeće odricanje odgovornosti u dokumentaciji // i/ili drugim materijalima koji su dostavljeni uz distribuciju.

// OVAJ SOFTVER PRUŽAJU NOSITELJI AUTORSKIH PRAVA I DOPISNICI "KAKVI JESTE"

// I SVAKA IZRIČITA ILI IMPLICIRANA JAMSTVA, UKLJUČUJUĆI, ALI NE OGRANIČAVAJUĆI, // IMPLICIRANA JAMSTVA TRGOVINSKE SPOSOBNOSTI I SPOSOBNOSTI ZA POSEBNE SVRHE SE ODRIČU.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Uključi stepper Motor knjižnicu const int stepPerRotation = 20; // Broj koraka zauzvrat. Standardna vrijednost za CD/DVD // Označite koračni motor X osi Igle Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Brzina koračnog motora myStepperX.step (100); kašnjenje (1000); myStepperX.step (-100); kašnjenje (1000); } void loop () {} {100} {101}

Korak 8: Montaža mehaničkih dijelova

Nastavljamo sa sastavljanjem naše strukture pričvršćivanjem drugog koračnog motora na ploču Y osi "vidi sliku 1". Nakon pripreme osi Y imat ćete obje osi spremne za izradu plana dvostruke osi o kojem smo govorili o tome u prvom koraku "vidi sliku 2". sve što trebate učiniti je postaviti dvije osi u 90 ° "vidi sliku 3".

Izrada držača olovke

Držač za olovku pripremamo postavljanjem male sjekire u oprugu za držanje 3D ispisanog držača olovke, a zatim privijamo servo motor na njegovo mjesto "vidi sliku 4", držač olovke je spreman pa ga zalijepimo za nosač Osi Y pomoću vrućeg ljepila ili na bilo koji drugi način kako bi mogla kliziti po osi Y slijedeći korake koračnog motora "vidi sliku 5", a zatim lijepimo našu aktivnu ploču na nosač osi X "vidi sliku 6", i završavamo uvrtanjem žica motora do konektora na ploči. Nakon nekog dogovora imamo svoj mehanički dizajn spreman za akciju 'vidi sliku 7'.

Korak 9: Dio softvera

Prelazimo na softverski dio, kombinirat ćemo tri softvera kako bismo stroj oživjeli. Napravio sam kratak opis na prvoj slici, dizajn ćemo napraviti pomoću softvera Inkscape koji proizvodi gcode datoteku potrebnu za naš stroj i za Naravno, kako bi razumjeli upute za gcode, stroj bi trebao imati svoj vlastiti kôd koji ćemo učitati pomoću Arduino IDE softvera, posljednji dio je kako povezati kod stroja s gcode datotekom, to se radi pomoću softvera za obradu.

Prvi korak je učitavanje skice arduino ploče koju možete preuzeti s donje veze i ne zaboravite ažurirati pin koračnih motora u skladu sa svojim shcematicom.

Napomena: ako koristite istu shemu kao i naša, kôd će raditi dobro i nema potrebe ništa mijenjati u njemu.

Priprema Gcodea "Inkscape"

Zatim prelazimo na Inkscape i prilagođavamo neke parametre 'vidi sliku 1' poput okvira i jedinica papira 'vidi sliku 2', pripremamo naš dizajn i spremamo ga u MakerBat unicon format 'vidi sliku 5, 6', ako je ovaj format nije dostupno na vašoj inačici Inkscape, možete postaviti dodatak koji će ga imati, nakon što kliknete na (spremi) pojavit će se novi prozor za prilagodbe parametara Gcode datoteke, sve što trebate učiniti je slijediti istu prilagodbu kao naša i sve će biti u redu samo slijedite 'sliku 7, 8, 9', zatim postavite ove parametre na ovaj način i imate svoju gCode datoteku.

Napomena: Gcode datoteku ne možete spremiti u traženom formatu ako koristite inačicu Inkscape višu od verzije 0.48.5

Povezivanje stroja s Gcode datotekom "Processing 3"

Prelazeći na softver za obradu, on je pomalo poput Arduino IDE -a 'vidi sliku 10' pa biste trebali otvoriti datoteku 'CNC programa' koju možete preuzeti sa donje veze i jednostavno je pokrenuti 'vidi sliku 11', drugi prozor će se pojaviti, morate pritisnuti potonji p na tipkovnici za odabir COM priključka uređaja 'vidi sliku 12', a zatim pritisnuti potonji g za odabir željene gcode datoteke, nakon što ga odaberete, stroj će izravno početi crtati.

Korak 10: Test i rezultati

I evo nas vrijeme je za neki test, jednom kad sam učitao Gcode datoteku stroj je počeo crtati i jako mi se svidjelo LED treperenje koje prikazuje sekvence poslane svakom koračnom motoru.

Dizajni su jako dobro napravljeni, a možete vidjeti i momci da je projekt nevjerojatan i jednostavan za napraviti, Ne zaboravite pogledati naš prethodni projekt koji je "kako napraviti vlastitu arduino platformu za obuku". I pretplatite se na naš YouTube kanal za još sjajnih videozapisa.

I posljednja stvar, pobrinite se da svakodnevno radite elektroniku

Bio je to BEE MB iz MEGA DAS -a, vidimo se sljedeći put