מכונת פלוטר cnc מבוססת ארדינו

מכונות CNC הן מכונות בקרה מספריות ממוחשבות המשמשות לציור כל דבר או לעיצוב כל חלק מכני על פי תוכנית העיצוב המוזנת ליחידת הבקר שלהן. יחידת בקר יכולה להיות מחשב או מיקרו-בקר. למכונות CNC יש מנועי צעד וסרוו כדי לצייר את העיצוב לפי התוכנית המוזנת.

לאחר מחקר על מכונות CNC, החלטתי לבנות מכונת CNC משלי באמצעות חומרים זמינים מקומית. יש כל כך הרבה מכונות CNC בעולם, חלקן טכניות ומורכבות בהרבה לייצור או אפילו לתפעול נכון. מסיבה זו החלטתי להכין מכונת פלוטר CNC פשוטה המבוססת על Arduino שהיא ללא ספק הפשוטה ביותר להכנה. אתה יכול גם להשתמש בזה כמכונת ציור של Arduino CNC עם שינויים מעטים.

מכונת CNC זו של DIY Arduino יכולה לצייר את רוב הצורות הבסיסיות, הטקסטים ואפילו הסרטים המצוירים. פעולתו דומה לאופן שבו יד אנושית כותבת. זה מהיר ומדויק יותר בהשוואה לאופן שבו בן אנוש יכול לכתוב או לצייר. בדוק את סרטון ההדגמה בסוף הדרכה זו.

בניית מכונת CNC Arduino:

עבור מכונית בקשירת CNC לפעול, 3 צירים נדרשים (ציר x, ציר y ו-ציר z. עבודת ציר x ו- y ציר במקהלה כדי ליצור תמונת 2D על נייר רגיל. אלה x ו- y הציר ממוקם 90 מעלות זה לזה כך שכל נקודה על המשטח הרגיל מוגדרת על ידי ערך נתון של x ו- y. משתמשים בציר z ומרימים את העט על הנייר הרגיל.

בהתאם לתמונה שתצויר, המחשב יפיק את הקואורדינטות המתאימות וישלח אותם למיקרו-בקר דרך יציאת ה- USB. המיקרו-בקר מפרש את הקואורדינטות הללו ואז שולט במיקומי המנועים ליצירת התמונה. כאן השתמשנו בארדואינו כמיקרו-בקר לבניית מכונת CNC זו. תנועות שלושת הצירים מסופקות על ידי מנועי צעד, שיועברו על ידי לוח הארדואינו. אתה יכול לבדוק כיצד לממשק מנוע צעד עם Arduino אם אתה חדש בזה.

אז בואו נתחיל לבנות את מכשיר ה- Arduino CNC שלנו שלב אחר שלב.

מה אתה צריך:

הערה: העיצוב שלי שונה לגמרי בחומרה מבחינת הגודל והחומרים בהם נעשה שימוש. לא הצלחתי למצוא כונני DVD ישנים ולכן בחרתי בחלקי מדפסת. בכל מה שתשתמשו, וודאו שיש לו מנוע צעד.

דרישת חומרה:

יריעת אלומיניום (710 מ"מ x 710 מ"מ)
מדפסת HP / Epson ישנה. אתה יכול להשתמש בכונני DVD ישנים למחשב
ברגים ואומים
זכוכית פרספקס
ארדואינו UNO
מגן לנהג מנוע L293D או מגן CNC מסוג Arduino
מנוע סרוו מיני
עט

</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s>

כלים:

מברג
תרגיל
כלי חיתוך (מסור ברזל)
דֶבֶק
מכשיר ספסל

תוכנות:

להפעלה יעילה של מכונה זו, משתמשים בתוכנות הבאות. היכנס לאתרים השונים והורד אותם.

גרסאות Arduino IDE 1.6.6 ואילך מכאן
מעבד גרסת IDE 3.1.1 ואילך מכאן
גרסת Inkscape 0.48.5. הורד אותו מכאן.
בקר Grbl (אופציונלי)

הבסיס למכונת פלוטר CNC:

הגוף העיקרי של מכשיר זה הוא הבסיס התומך בכל החלקים העיקריים של המכונה יחד כך שהמכונה יציבה והיא גם ניידת. בתכנון זה נשתמש באלומיניום לבניית הבסיס מכיוון שהוא קל, פשוט לכיפוף וגזירה וגם הוא נותן מראה מבריק טוב מכיוון שהוא לא מחליד.

העיצוב והממדים של הבסיס שלי מוצגים להלן:

הערה: כל המידות הן במילימטרים.

לאחר כל הכיפוף והחיתוך הצלחתי לייצר בסיס יציב מאוד כמוצג להלן:

הרכבת צירי ה- X, Y ו- Z:

ליצירת צירי x ו- y משתמשים בשתי עריסות מדפסת. כל אחד מחלקים אלה מכיל מנוע צעד ומנגנון כונן חגורה המשמש בדרך כלל להעברת המחסנית הלוך ושוב.

עבור ציר ה- z, מנוע סרוו מיני מחובר על ציר ה- y באמצעות דבק. מנוע סרוו זה משמש להנעת העט למעלה ולמטה. יש לבנות מנגנון תמיכה טוב שיאפשר תנועה חופשית מעלה ומטה של העט.

פלטפורמת ציור למכונת CNC:

בשל גודלה העצום של מכונה זו, המכשיר מסוגל לצייר על נייר בגודל A5. לכן נחתוך פלטפורמה בגודל A5 (148 מ"מ -210 מ"מ) מזכוכית פרספקס ואז נדביק אותה על החלק הנע של ציר ה- X באמצעות דבק.

חיווט ומעגל מכונת CNC:

הכנס את מגן נהג המנוע L293D ללוח UNO של ארדואינו. מגן זה יכול להניע שני מנועי צעד בו זמנית ושני מנועי סרוו. חבר את שני מנועי הצעד כמוצג להלן. יש להשאיר את חיבור הקרקע ללא חיבור מכיוון שהמנועים הם מסוג bipoplar. זה ישמש כבקר CNC Arduino שלנו עבור מכונת הקושר שלנו.

חבר גם את מנוע סרוו מיני לסרוו 1. חבר ספק כוח 7.5V - 9V ליציאת החשמל של מגן נהג המנוע. המכונה מוכנה כעת לבדיקה.

קוד ובדיקת מכונת CNC של Arduino:

ראשית עלינו לבדוק את מנועי הצעד ולראות האם הם מחוברים כהלכה.

מכיוון שאנו משתמשים במגן הנהג המנוע L293D, עלינו להוריד מכאן את ספריית AFmotor. ואז הוסף אותו לתיקיית הספרייה שלך ב- Arduino IDE. הקפד לשנות את שמו ל- AFMotor . אם ה- Arduino IDE היה פתוח, סגור אותו ופתח אותו שוב ולחץ על קובץ -> דוגמאות -> ספריית מגן המנוע של Adafruit -> צעד . הקפד לבחור את היציאה והלוח הנכונים בכלים ואז העלה את הקוד ללוח Arduino. יש להקפיד על כמה תנועות במנוע צעד אחד.

על מנת לבדוק מנוע שני, שנה את יציאת המנוע מ -2 ל -1 בשורה הבאה ואז העלה את הקוד שוב.

# כלול // חבר מנוע צעד עם 48 צעדים לסיבוב (7.5 מעלות) // ליציאת המנוע # 2 (M3 ו- M4) מנוע AF_Stepper (48, 2);

קוד ארדואינו למכונת CNC:

לאחר שמנועי הצעד מגיבים כראוי, העתק את קוד הארדואינו למכונת CNC ממקטע הקוד שלמטה והעלה אותו ללוח הארדואינו. אתה יכול להוריד את הקוד מהקישור למטה.

הורדת קוד CNC לארדואינו

קוד G למכונת CNC:

G - CODE היא השפה בה אנו אומרים למכונות ממוחשבות (CNC) לעשות משהו. זה בעצם קובץ שמכיל קואורדינטות X, Y ו- Z.

לדוגמה:

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

כתיבת קוד G עבור ריבוע פשוט יכולה להיות מאתגרת מאוד, אך למרבה המזל יש לנו תוכנה שיכולה לעזור לנו ליצור קוד G. תוכנה זו נקראת " Inkscape ", הורידו אותה מכאן.

אתה יכול ליצור קוד G משלך באמצעות Inkscape, שהסברנו בחלק הבא או שאתה יכול להשתמש בקודי G זמינים באינטרנט.

לפני שאראה לך כיצד ליצור קודי G באמצעות Inkscape מאפשר לנו לדון כיצד לשלוח את קודי ה- G האלה לארדואינו. התוכנה שתאפשר לנו לשלוח קודי G ל- Arduino נקראת Processing.

עיבוד IDE להעלאת קוד ה- G:

פלטפורמה זו תעזור לנו לשלוח את קודי ה- G ללוח Arduino. לשם כך יהיה עליך להוריד את קובץ GCTRL.PDE.

הורד את הקובץ GCTRL.pde מכאן ופתח אותו באמצעות IDE עיבוד

לאחר שפתחת אותו ב- IDE עיבוד, לחץ על הפעל. מופיע חלון עם כל ההוראות. לחץ על p במקלדת. המערכת תבקש ממך לבחור יציאה. אז בחרו את היציאה שעליה מחובר לוח הארדואינו. אני המקרה שלי זה יציאה 6.

כעת לחץ על g ועיין בתיקיה בה שמרת את ה- G-CODE שלך. בחר את ה- G-COD הנכון ולחץ על Enter. אם הכל היה מחובר נכון, אתה אמור לראות את המכשיר שלך מתחיל לשרטט על הנייר.

אם אתה רוצה לסיים את התהליך, פשוט לחץ על x והמכשיר יפסיק את כל מה שהוא עשה.

כיצד ליצור קוד G משלך:

הזכרנו כי אינקסקייפ היא התוכנה בה נשתמש כדי ליצור את ה- G-CODES שלנו. בדוגמה זו ניצור טקסט פשוט (HELLO WORLD) כמוצג להלן.

הערה : ל- Inkscape אין דרך מובנית לשמור קבצים כ- G-CODE . לכן עליך להתקין תוסף המאפשר את ייצוא התמונות לקבצי G-CODE. הורד מכאן תוסף MakerBot Unicorn עם הערות התקנה.

אם ההתקנה הצליחה, פתח את Inkscape, עבור לתפריט File ולחץ על "מאפייני מסמך". שנה מידות ראשונות מ- px למ"מ. צמצמו גם את הרוחב והגובה ל -90 מ"מ. כעת סגור חלון זה. ריבוע מופיע כאזור הציור. זה האזור בו נשתמש כדי לכתוב את הטקסט שלנו.

כעת בסרגל הצד השמאלי, לחץ על הכרטיסייה צור וערוך אובייקט טקסט. הקלד את הטקסט " HELLO WORLD " והצב אותו בפינה הימנית העליונה של הכיכר, כפי שמוצג להלן.

לחץ על טקסט ובחר את סוג סגנון הגופן המועדף עליך. לחץ על החל וסגור.

כעת לחץ על נתיב ובחר " אובייקט לנתיב "

הטקסט שלך מוכן כעת להישמר כ- G-CODE. לחץ על קובץ -> שמור בשם ואז הקלד את שם הקובץ כ"שלום עולם "

שנה את סוג הקובץ ל- "MakerBot Unicon G-Code" כמוצג בתמונה למטה. זה יופיע רק אם התקנת התוספת הצליחה. לבסוף לחץ על שמור ולחץ על אישור בחלון הקופץ.

יצרת קוד G וניתן לתכנן אותו באמצעות הנהלים הקודמים.

בקר GRBL:

לאחר שהצלחת ליצור קוד G באמצעות Inkscape, ייתכן שיהיה צורך להציג את קוד ה- G על מנת להבטיח שהוא נמצא במגבלות הציור.

גבולות הציור נקבעים בקוד CNC Arduino בקווים שמוצגים להלן:

התמונה כפי שמוצגת לעיל בבקר GRBL לא צריכה לעבור את המגבלה כפי שמוצג בקוד ה- CNC Arduino לעיל. אם זה חורג מגבולות אלה למשל לכיוון הצד השלילי של ציר ה- x, החלק הזה בצד השלילי לא יתווה.

בדוגמה זו ערכי x ו- y נעים בין 0 מ"מ ל -40 מ"מ.

מכיוון שאני משתמש בחלקי מדפסת שיכולים להתוות על שטח גדול יותר, אני משנה את הערכים המקסימליים מ -40 מ"מ ל -60 מ"מ.

בכל פעם שאתה מייצר קוד G באמצעות Inkscape, תחילה תוכל לפתוח את קוד ה- G בתוכנית GRBL כדי לראות אם הוא נמצא בגבולות אלה. אם לא בפנים, עליך לשנות את גודל התמונה שלך ב- Inkscape עד שהיא תהיה בגבולות שלך.

אז זו השיטה הזולה והפשוטה ביותר לבנות מכונת פלוטר CNC באמצעות arduino uno בבית. נסה זאת ויידע אותנו בתגובות בדוק גם את הסרטון למטה.