Arduino CNC ploter (RISALNI STROJ): 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Hej fantje! Upam, da ste že uživali v mojem prejšnjem navodilu "Kako narediti svojo lastno platformo za usposabljanje Arduino" in ste pripravljeni na novo, kot ponavadi sem naredil to vadnico, ki vas bo vodila korak za korakom pri ustvarjanju tovrstnih super neverjetnih nizkocenovnih elektronskih projektov ki je "CNC ploter stroj" znan tudi kot "CNC risba" ali samo "CNC stroj Arduino". ^_^

Po spletu sem našel veliko vadnic, ki pojasnjujejo, kako narediti CNC ploter, vendar je bilo zaradi pomanjkanja informacij nekoliko težko narediti tak stroj, zato sem se odločil zagnati ta navodila, kjer vam bom pokazal v podrobnostih, kako enostavno narediti svoj risalni stroj.

Ta projekt je tako priročen za izdelavo posebej po pridobitvi prilagojenega tiskanega vezja, ki smo ga naročili pri JLCPCB

za izboljšanje videza našega stroja, v tem priročniku pa je dovolj dokumentov in kod, ki vam omogočajo enostavno ustvarjanje stroja. Ta projekt smo naredili v samo 5 dneh, samo tri dni, da dobimo vse potrebne dele in dokončamo izdelavo strojne opreme ter montažo, nato 2 dni za pripravo kode in začetek nekaterih prilagoditev. Preden začnemo, poglejmo najprej

Kaj se boste naučili iz tega navodila:

1. Izbira prave strojne opreme za vaš projekt, odvisno od njegovih funkcionalnosti
2. Pripravite diagram vezja za povezavo vseh izbranih komponent
3. Sestavite vse projektne dele (mehanski in elektronski sklop)
4. Skaliranje tehtnice stroja
5. Začnite manipulirati s sistemom

1. korak: Kaj je ploter

Ker sem naredil ta priročnik za začetnike, bi moral najprej podrobno razložiti, kaj je risalni stroj in kako deluje!

Kot je opredeljeno v wikipediji, CNC pomeni računalniško numerično krmiljenje, stroj, ki je računalniško vodena struktura, ki prejema navodila po zaporednih vratih, poslanih iz računalnika, in premika svoje aktuatorje glede na prejeta navodila. Večina teh strojev je strojev na osnovi koračnih motorjev, ki v temo osi vključujejo koračne motorje.

Še ena beseda omenjene "osi", da, vsak CNC stroj ima določeno število osi, ki jih bo upravljal računalniški program.

V našem primeru je CNC ploter, ki smo ga izdelali, dvoosni stroj "podrobnosti na sliki 1", ki ima na svoji osi majhne koračne motorje "koraka na sliki 2", ti koraki bodo premaknili aktivni pladenj in ga premaknili po dvoosni načrtujte ustvarjanje risbe z risarskim peresom. Peresnik bomo držali in sprostili s tretjim motorjem v naši strukturi, ki bo servo motor.

2. korak: Glavni pogon je koračni motor

Koračni motor ali koračni motor ali koračni motor je brezkrtačni enosmerni motor, ki razdeli polno vrtenje na več enakih korakov. Položaj motorja lahko nato ukažete, da se v enem od teh korakov premakne in zadrži brez senzorja položaja za povratno informacijo (krmilnik z odprto zanko), če je motor previdno prilagojen aplikaciji glede na navor in hitrost., od kod dobiti koračne motorje za naš projekt, zelo enostavno, samo vzemite stari bralnik DVD -jev, kot je tisti na sliki 1 zgoraj, imam dva za 2 dolarja, vse kar morate storiti je, da ga razstavite, da ga izvlečete koračni motor in njegova podpora, kot prikazuje slika 3, jih bomo potrebovali dva.

Ko dobite svoje motorje iz bralnika DVD -jev, jih pripravite za uporabo tako, da identificirate konce motornih tuljav. Vsak koračni motor ima dve tuljavi, z multimetrom pa lahko določite konce tuljave z merjenjem upora med konektorjem zatiča motorja ", kot je prikazano na sliki 5", za vsako tuljavo pa naj bo izmerjeno približno 10 Ohmov. Po identifikaciji tuljav motorja le spajkajte nekaj žic za krmiljenje motorja skozi njih "glej sliko 6"

3. korak: Shema vezja

Srce našega stroja je plošča arduino Nano Dev, ki bo nadzirala gibanje vsakega aktuatorja, odvisno od navodil, ki jih prejme od računalnika. Za nadzor teh koračnih motorjev potrebujemo gonilnik koračnega motorja za nadzor hitrosti in smeri vsakega aktuatorja..

V našem primeru bomo uporabili gonilnik motorja motorja L293D H "glej sliko 3", ki bo prejemal ukaz motorja, poslan iz arduina preko njegovih vhodov, in upravljal koračne motorje z izhodi.

za povezavo vseh potrebnih delov skupaj z našo Arduino ploščo sem naredil vezje, ki prikazuje sliko 1, kjer morate slediti isti povezavi za oba koračna motorja in servo motor.

Slika 2 podrobno razlaga shematično shemo vezja in kakšne naj bodo povezave med Arduinom in drugimi komponentami, zagotovo jih lahko prilagodite glede na svoje potrebe.

4. korak: Izdelava tiskanih vezij (izdelal JLCPCB)

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), je največje podjetje za izdelavo prototipov PCB na Kitajskem in visokotehnološki proizvajalec, specializiran za hitro izdelavo prototipov PCB in proizvodnjo majhnih PCB. Z več kot 10 -letnimi izkušnjami v proizvodnji PCB ima JLCPCB več kot 200.000 strank doma in v tujini, z več kot 8.000 spletnimi naročili izdelave prototipov PCB in proizvodnjo majhnih količin PCB na dan. Letna proizvodna zmogljivost je 200 000 kvadratnih metrov. za različne 1-slojne, 2-slojne ali večplastne PCB-je. JLC je profesionalni proizvajalec PCB -jev, ki ga odlikuje obsežna oprema za vrtine, strogo upravljanje in vrhunska kakovost.

Pogovorna elektronika

Po izdelavi sheme vezja sem jo preoblikoval v zasnovo tiskanega vezja za izdelavo "glej sliko 5, 6, 7, 8", za izdelavo tiskanega vezja pa sem izbral JLCPCB najboljše dobavitelje tiskanih vezij in najcenejše ponudnike tiskanih vezij, ki so mi naročili vezje. z njihovo zanesljivo platformo moram narediti le nekaj preprostih klikov, da naložim gerber datoteko in nastavim nekatere parametre, na primer barvo in količino debeline tiskanega vezja, potem sem plačal le 2 dolarja, da dobim tiskano vezje šele po petih dneh. Kot kaže "slika 1, 2, 3, 4" povezane sheme.

Povezane datoteke za prenos

Datoteko Circuit (PDF) lahko dobite tukaj. Kot lahko vidite na zgornjih slikah, je tiskano vezje zelo dobro izdelano in imam enako zasnovo tiskanega vezja, ki smo ga naredili za našo glavno ploščo, vse nalepke in logotipi pa me vodijo med koraki spajkanja. Od tod lahko prenesete tudi datoteko Gerber za to vezje, če želite naročiti isto zasnovo vezja.

5. korak: Oblikujte podporo za vaš stroj

Za boljši videz našega stroja sem se odločil, da te tri dele (glej sliko 1) oblikujem s programsko opremo Solidworks, ti deli pa nam bodo pomagali sestaviti bralnike DVD -jev, imam datoteke DXF teh delov in na pomoč mojih prijateljev v FabLabu v Tuniziji imam izdelane dele, izdelane z CNC laserskim rezalnim strojem, za izdelavo teh delov pa smo uporabili 5 mm leseni material MDF. Še en model, ki je nosilec za risalno pero, sem ga dobil skozi postopek 3D tiskanja. Vse povezane datoteke lahko prenesete s spodnjih povezav.

6. korak: Sestavine

Zdaj pa preglejmo potrebne komponente, ki jih potrebujemo za ta projekt, uporabljam Arduino Nano, kot je omenjeno zgoraj, bo srce našega stroja. Projekt vključuje tudi dva koračna motorja s svojimi gonilniki IC in servo motor. Spodaj boste našli nekaj priporočenih amazonskih povezav za ustrezne postavke

Za ustvarjanje tovrstnih projektov bomo potrebovali:

• PCB, ki smo ga naročili pri JLCPCB
• Arduino nano:
• 2 x gonilnik mostu L293D H:
• 2 x IC vtičnice 16 -polni DIP:
• 1 x IC vtičnica DIP:
• Priključki za glavo in vijak SIL:
• 1 x servo motor SG90:
• 2 x DVD bralniki:
• 3D -tiskani deli
• Laserski rezani deli
• Nekaj vijaka za montažo
• Peresnik, ki smo ga dobili v dar od JLCPCB ali katerega koli drugega risarskega peresa

7. korak: Elektronska montaža in preskus

Zdaj preidemo na spajkalni sklop vseh elektronskih komponent. Kot običajno boste na zgornji plasti svile našli etiketo vsake komponente, ki označuje njeno namestitev na ploščo, in tako boste 100% prepričani, da ne boste naredili nobenih napak pri spajkanju.

Naredite nekaj testov

Po spajkanju elektronskih komponent "glej sliko 1", privijem bralnik DVD -jev na ploščo osi X in naredil sem enako za glavno ploščo, kot sem vstavil žice motorja v glavo vijaka, da naredim preprost preskus s preskusom koračnega motorja koda "glej sliko 2". Kot vidite, se steper dobro premika in smo na pravi poti.

/*********************************************** ************************************************ ************************************************ ******************** - Avtor: BELKHIR Mohamed** - Poklic: (Inženir elektrotehnike) Lastnik MEGA DAS** - Glavni namen: Industrijska uporaba** - Avtorske pravice (c) imetnik: Vse pravice pridržane** - Licenca: BSD 2 -klavzula** - Datum: 20.4.2017*********************** ************************************************ ************************************************ ********************************************** / / ** ********************************* OPOMBA **************** **********************/ // Prerazporeditev in uporaba v izvornih in binarnih oblikah, s spremembo ali brez nje, sta dovoljeni, če so izpolnjeni naslednji pogoji:

// * Pri redistribuciji izvorne kode je treba ohraniti zgornje obvestilo o avtorskih pravicah

// seznam pogojev in naslednja zavrnitev odgovornosti.

// * Prerazporeditve v binarni obliki morajo reproducirati zgornje obvestilo o avtorskih pravicah, // ta seznam pogojev in naslednja zavrnitev odgovornosti v dokumentaciji // in/ali drugih materialih, ki so priloženi distribuciji.

// TA PROGRAMSKA OPREMA IMA IMETNIKE IN DOPISNIKE AVTORSKIH PRAVIC

// IN JAVNE JAMSTVINE, KI JIH NAMENJENO, VKLJUČNO, NE OMEJUJUJO SE, // VPLIVANE GARANCIJE O TRGOVINSKI ZDRAVLJIVOSTI IN PRIMERNOSTI ZA POSEBNE NAMENE SO ODGOVORENE.

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Vključi knjižnico koračnega motorja const int stepPerRotation = 20; // Število korakov po vrsti. Standardna vrednost za CD/DVD // Navedite koračni motor osi X Zatiči Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Hitrost koračnega motorja myStepperX.step (100); zamuda (1000); myStepperX.step (-100); zamuda (1000); } void loop () {}

8. korak: Montaža mehanskih delov

Sestavljanje naše konstrukcije nadaljujemo z privijanjem drugega koračnega motorja na ploščo osi Y "glej sliko 1". Ko pripravite os Y, boste imeli obe osi pripravljeni za izdelavo dvoosnega načrta, o katerem smo govorili v prvem koraku "glej sliko 2". Vse, kar morate storiti, je, da dve osi postavite v 90 ° "glej sliko 3".

Izdelava držala za peresnik

Nosilec peresa pripravimo tako, da v vzmet namestimo majhno sekiro, ki bo držala 3D natisnjeno držalo peresa, nato pa servo motor privijemo na njegovo mesto "glej sliko 4", držalo za pero je pripravljeno, zato ga prilepimo na nosilec Osi Y z uporabo vročega lepila ali na kateri koli drug način, da lahko zdrsne po osi Y po korakih koračnega motorja "glej sliko 5", nato pa aktivno ploščo prilepimo na nosilec osi X "glej sliko 6", in zaključimo z privijanjem žic motorjev na njihove priključke na plošči. Po določenem dogovoru imamo mehansko zasnovo pripravljeno za akcijo 'glej sliko 7'.

9. korak: Del programske opreme

Če se premaknemo na del programske opreme, bomo združili tri programske opreme, da bomo stroj oživili. Na prvi sliki sem naredil kratek opis, oblikovali bomo s programsko opremo Inkscape, ki ustvari datoteko gcode, potrebno za naš stroj in Seveda, da bi razumeli navodila gcode, mora imeti naprava svojo kodo, ki jo bomo naložili s programsko opremo Arduino IDE, zadnji del je, kako povezati kodo naprave z datoteko gcode, to se izvede s programsko opremo za obdelavo.

Prvi korak je nalaganje skice arduino plošče, ki jo lahko prenesete s spodnje povezave, in ne pozabite posodobiti zatiča koračnih motorjev glede na vašo shemo.

Opomba: če uporabljate isto shemo kot naša, bo koda delovala v redu in v njej ni treba ničesar spreminjati.

Priprava Gcode 'Inkscape'

Nato se premaknemo na Inkscape in prilagodimo nekatere parametre 'glej sliko 1', kot so okvirji in enote papirja 'glej sliko 2', pripravimo našo zasnovo in jo shranimo v enobarvni format MakerBat 'glej sliko 5, 6', če je ta oblika ni na voljo v vaši različici Inkscape, lahko namestite dodatek, ki ga bo imel, ko kliknete (shrani), se bo prikazalo novo okno za prilagoditve parametrov datoteke Gcode, vse kar morate storiti je, da sledite isti prilagoditvi kot naša in vse bo v redu, samo sledite 'sliki 7, 8, 9', potem nastavite te parametre na ta način in imate datoteko gCode.

Opomba: datoteke Gcode ne morete shraniti v zahtevani obliki, če uporabljate različico Inkscape, ki je višja od različice 0.48.5

Povezovanje naprave z datoteko Gcode "Processing 3"

Prehod na programsko opremo za obdelavo je nekoliko podoben Arduino IDE "glej sliko 10", zato morate odpreti datoteko "CNC program", ki jo lahko prenesete s spodnje povezave in jo preprosto zaženete "glej sliko 11", drugo okno se prikaže, morate pritisniti slednji p na tipkovnici, da izberete vrata COM naprave "glej sliko 12", in pritisnite zadnjo g, da izberete želeno datoteko gcode, ko jo izberete, bo naprava neposredno začela risati.

10. korak: Preizkus in rezultati

In tukaj smo, čas je za nekaj preizkusov, ko je naprava naložila datoteko Gcode, je stroj začel risati in zelo mi je bilo všeč utripanje LED, ki prikazuje zaporedja, poslana vsakemu koračnemu motorju.

Modeli so zelo dobro narejeni in fantje lahko vidite, da je projekt neverjeten in enostaven za izdelavo, Ne pozabite si ogledati našega prejšnjega projekta, ki je "kako narediti svojo lastno platformo za usposabljanje arduino". Naročite se na naš kanal v YouTubu za več čudovitih videoposnetkov.

Še zadnja stvar: poskrbite, da boste vsak dan delali elektroniko

Naslednjič se vidimo čebelji MB iz MEGA DAS -a