Uradi sam cnc ploter na bazi arduina

CNC strojevi su kompjuterizirani numerički upravljački strojevi koji se koriste za crtanje bilo čega ili projektiranje bilo kojeg mehaničkog dijela prema dizajnerskom programu koji se unosi u njihovu upravljačku jedinicu. Kontrolna jedinica može biti računalo ili mikrokontroler. CNC strojevi imaju koračne i servo motore za crtanje dizajna prema dovedenom programu.

Nakon istraživanja na CNC strojevima, odlučio sam izraditi vlastiti CNC stroj koristeći lokalno dostupne materijale. Na svijetu postoji toliko mnogo CNC strojeva, od kojih su neki vrlo tehnički i složeni za pravilno izradu ili čak upravljanje njima. Iz tog razloga odlučio sam izraditi jednostavan CNC ploter stroj zasnovan na Arduinu koji je daleko najjednostavniji za napraviti. To također možete koristiti kao Arduino CNC stroj za crtanje s malim izmjenama.

Ovaj DIY Arduino CNC stroj može nacrtati većinu osnovnih oblika, tekstova, pa čak i crtića. Njegov je rad sličan načinu na koji piše ljudska ruka. To je brže i preciznije u usporedbi s načinom na koji ljudsko biće može pisati ili crtati. Pogledajte demonstracijski video na kraju ovog vodiča.

Izrada Arduino CNC stroja:

Da bi CNC stroj za crtanje mogao raditi, potrebne su 3 osi (x, Y i Z, X) i Y, koje djeluju jedinstveno kako bi stvorile 2D sliku na običnom papiru. Ove x i y osi su postavljene za 90 stupnjeva jedna prema drugoj tako da je bilo koja točka na običnoj površini definirana zadanom vrijednošću x i y. Z-os se koristi za podizanje i spuštanje olovke na običan papir.

Ovisno o slici koju treba nacrtati, računalo će generirati odgovarajuće koordinate i poslati ih mikrokontroleru putem USB priključka. Mikrokontroler interpretira ove koordinate, a zatim kontrolira položaje motora kako bi stvorio sliku. Ovdje smo koristili Arduino kao mikrokontroler za izradu ovog CNC stroja. Tri osovinska kretanja omogućuju koračni motori kojima će upravljati ploča Arduino. Možete saznati kako povezati koračni motor s Arduinom ako ste novi u tome.

Počnimo graditi naš Arduino CNC uređaj korak po korak.

Što trebaš:

Napomena: Moj dizajn hardverski se razlikuje po pitanju veličine i korištenih materijala. Nisam uspio pronaći stare DVD pogone pa sam se odlučio za dijelove pisača. Što god koristite, osigurajte da ima koračni motor.

Zahtjev za hardverom:

1. Aluminijski lim (710 mm x 710 mm)
2. Stari HP / Epson pisač. Možete koristiti stare računalne DVD pogone
3. Vijci i matice
4. Staklo od perspexa
5. Arduino UNO
6. Štit vozača motora L293D ili Arduino CNC štit
7. Mini servo motor
8. Kemijska olovka

U

Alati:

1. Odvijač
2. Bušiti
3. Alat za rezanje (pila)
4. Ljepilo
5. Uređaj za klupu

Softver:

Za učinkovit rad ovog stroja koriste se sljedeći softveri. Idite na razne web stranice i preuzmite ih.

1. Arduino IDE verzija 1.6.6 ili novije verzije odavde
2. Odavde se obrađuje IDE verzija 3.1.1 ili novija
3. Inkscape verzija 0.48.5. Preuzmite je odavde.
4. Grbl kontroler (opcionalno)

Baza za CNC ploter stroj:

Glavno tijelo ovog uređaja je postolje koje zajedno podržava sve glavne dijelove stroja, tako da je stroj čvrst i ujedno prenosiv. U ovom dizajnu koristit ćemo aluminij za izradu baze, jer je lagana, jednostavna za savijanje i rezanje, a daje i sjajni izgled jer ne hrđa.

Dizajn i dimenzije moje baze prikazan je u nastavku:

Napomena: Sve dimenzije su u milimetrima.

Nakon svih savijanja i rezanja uspio sam stvoriti vrlo čvrstu podlogu kao što je prikazano dolje:

Sklop osi X, Y i Z:

Za izradu osi x i y koriste se dvije postolja za pisač. Svaki od ovih dijelova sadrži koračni motor i remenski mehanizam koji se obično koristi za pomicanje uloška amo-tamo.

Za z-os, na servo-os je pomoću ljepila pričvršćen mini servo motor. Ovaj servo motor koristi se za pomicanje olovke gore-dolje. Treba izgraditi dobar mehanizam potpore koji će omogućiti slobodno kretanje olovke gore i dolje.

Platforma za crtanje za CNC strojeve:

Zbog ogromne veličine ovog stroja, uređaj može crtati na papiru veličine A5. Stoga ćemo iz stakla Perspex izrezati platformu veličine A5 (148mmx210mm), a zatim je pomoću ljepila zalijepiti na pomični dio x-osi.

Ožičenje i krug CNC stroja:

Umetnite štit vozača motora L293D na ploču Arduino UNO. Ovaj štit može istodobno pokretati dva koračna motora i dva servo motora. Spojite dva koračna motora kako je prikazano dolje. Priključak uzemljenja treba ostati nepovezan, jer su motori bipoplarnog tipa. Ovo će djelovati kao naš Arduino CNC kontroler za naš uređaj za ploteriranje.

Također pričvrstite mini servo motor na servo1. Spojite napajanje od 7,5 V do 9 V na priključak za napajanje štita vozača motora. Stroj je sada spreman za testiranje.

Arduino CNC strojni kod i ispitivanje:

Prvo moramo testirati koračne motore i vidjeti jesu li pravilno spojeni.

Budući da koristimo štit vozača motora L293D, odavde moramo preuzeti biblioteku AFmotor. Zatim ga dodajte u svoju mapu Arduino IDE biblioteke. Obavezno ga preimenujte u AFMotor . Ako je Arduino IDE bio otvoren, zatvorite ga i ponovno otvorite i kliknite datoteku -> primjeri -> Biblioteka Adafruit Motor Shield -> steper . Provjerite jeste li odabrali ispravan port i ploču u alatima, a zatim prenesite kôd na ploču Arduino. Neke pokrete treba primijetiti na koračnom motoru.

Da biste testirali motor dva, promijenite priključak motora s 2 na 1 u sljedećem retku, a zatim ponovo prenesite kôd.

#include // Povežite koračni motor s 48 koraka po okretu (7,5 stupnjeva) // na priključak motora # 2 (M3 i M4) AF_Stepper motor (48, 2);

Arduino kod za CNC stroj:

Nakon što koračni motori pravilno reagiraju, kopirajte Arduino kôd za CNC stroj iz donjeg odjeljka Code i prenesite ga na Arduino ploču. Kôd možete preuzeti s donje poveznice.

Preuzimanje Arduino CNC koda

G-kod za CNC stroj:

G - KOD je jezik na kojem računalnim strojevima (CNC) govorimo da nešto učine. To je u osnovi datoteka koja sadrži X, Y i Z koordinate.

Na primjer:

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

Pisanje G-koda za samo jednostavan kvadrat može biti zaista izazovno, ali srećom imamo softver koji nam može pomoći u generiranju G-koda. Ovaj se softver zove " Inkscape ", preuzmite ga odavde.

Možete generirati svoj vlastiti G-kod pomoću Inkscape-a, što smo objasnili u sljedećem odjeljku, ali možete koristiti lako dostupne G-kodove na Internetu.

Prije nego što vam pokažem kako generirati G-kodove pomoću Inkscape-a, razgovaramo o načinu slanja tih G-kodova u Arduino. Softver koji će nam omogućiti slanje G-kodova u Arduino naziva se Obrada.

Obrada IDE-a za prijenos G-koda:

Ova će nam platforma pomoći da G-kodove pošaljemo na ploču Arduino. Da biste to učinili, morat ćete preuzeti datoteku GCTRL.PDE.

Preuzmite datoteku GCTRL.pde odavde i otvorite je pomoću Processing IDE

Nakon što ga otvorite u Processing IDE, kliknite run. Pojavljuje se prozor sa svim uputama. Pritisnite p na tipkovnici. Sustav će tražiti da odaberete port. Dakle, odaberite priključak na koji je spojena vaša Arduino ploča. U mom slučaju to je port 6.

Sada pritisnite g i potražite mapu u kojoj ste spremili svoj G-KOD. Odaberite pravi G-KOD i pritisnite enter. Ako je sve bilo ispravno povezano, trebali biste vidjeti kako vaš uređaj počinje crtati na papiru.

Ako želite prekinuti postupak, samo pritisnite x i uređaj će zaustaviti sve što je radio.

Kako generirati vlastiti G-kôd:

Spomenuli smo da je Inkscape softver koji ćemo koristiti za generiranje naših G-KODOVA. U ovom primjeru stvorit ćemo jednostavan tekst (POZDRAV SVIJET) kako je prikazano dolje.

Napomena : Inkscape nema ugrađeni način spremanja datoteka kao G-CODE . Stoga morate instalirati dodatak koji omogućuje izvoz slika u G-CODE datoteke. Preuzmite ovaj dodatak MakerBot Unicorn odavde s napomenama o instalaciji.

Ako je instalacija bila uspješna, otvorite Inkscape, idite na izbornik Datoteka i kliknite "Svojstva dokumenta". Prvo promijenite dimenzije iz px u mm. Također smanjite širinu i visinu na 90 mm. Sada zatvorite ovaj prozor. Kao područje crtanja pojavljuje se kvadrat. To je područje koje ćemo koristiti za pisanje teksta.

Sada na lijevoj bočnoj traci kliknite karticu za stvaranje i uređivanje tekstualnih objekata. Upišite tekst " POZDRAV SVIJET " i postavite ga u gornji desni kut kvadrata kao što je prikazano dolje.

Kliknite tekst i odaberite željenu vrstu stila fonta. Kliknite primijeni i zatvori.

Sada kliknite put i odaberite " objekt na put "

Vaš je tekst sada spreman za spremanje kao G-KOD. Kliknite datoteku -> spremi kao, a zatim upišite naziv datoteke kao "zdravo svijetu"

Promijenite vrstu datoteke u "MakerBot Unicon G-Code" kao što je prikazano na donjoj slici. To će se pojaviti samo ako je instalacija dodatka bila uspješna. Na kraju kliknite spremi i kliknite ok u skočnom prozoru.

Generirali ste G-kod i on se može ucrtati pomoću prethodnih postupaka.

GRBL kontroler:

Nakon što uspijete generirati G-kôd pomoću Inkscape-a, možda će biti potrebno pogledati G-kôd kako biste bili sigurni da je u granicama crtanja.

Ograničenja crtanja postavljena su u Arduino CNC CODE u linijama prikazanim dolje:

Slika kao što je prikazana gore u GRBL kontroleru ne bi trebala prelaziti one granice kao što je prikazano u CNC Arduino kodu gore. Ako pređe tu granicu, na primjer prema negativnoj strani x-osi, taj dio na negativnoj strani neće biti ucrtan.

U ovom se primjeru vrijednosti x i y kreću od 0 mm do 40 mm.

Budući da koristim dijelove pisača koji mogu crtati na većoj površini, mijenjam maksimalne vrijednosti s 40 mm na 60 mm.

Kad god generirate G-kôd pomoću Inkscape-a, prvo možete otvoriti G-kôd u programu GRBL kako biste vidjeli je li u tim granicama. Ako nije unutar, trebate promijeniti veličinu slike u Inkscapeu dok ne bude unutar vaših granica.

Ovo je najjeftinija i najjednostavnija metoda za izradu CNC plotera pomoću arduino uno-a kod kuće. Isprobajte i javite nam u komentarima, a također pogledajte video u nastavku.