Arduino CNC plotter (RAJZGÉP): 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Hé srácok! Remélem, már élvezte az előző, "Arduino edzőplatform elkészítésének" leírását, és készen áll egy új platformra, mint általában, elkészítettem ezt az oktatóanyagot, amely lépésről lépésre végigvezeti Önt egy ilyen szuper elképesztő olcsó elektronikus projekt elkészítésén. amely a "CNC plotter gép", más néven "CNC rajz" vagy csak "Arduino CNC gép". ^_^

Rengeteg oktatóanyagot találtam az interneten, amelyek elmagyarázzák, hogyan kell CNC -plottert készíteni, de információhiány miatt egy kicsit nehéz volt ilyen gépet készíteni, ezért döntöttem úgy, hogy elindítom ezt az oktathatót, ahol megmutatom nektek részletesen, hogyan lehet egyszerűen elkészíteni saját rajzológépét.

Ezt a projektet nagyon praktikus elkészíteni, miután megkaptuk a JLCPCB -től megrendelt egyedi PCB -t

hogy javítsuk gépünk megjelenését, és elegendő dokumentum és kód található ebben az útmutatóban, hogy könnyedén létrehozhassa gépét. Ezt a projektet mindössze 5 nap alatt végeztük el, mindössze három nap alatt beszereztük az összes szükséges alkatrészt, befejeztük a hardvergyártást és az összeszerelést, majd 2 nap alatt elkészítettük a kódot és elkezdtünk néhány módosítást. Mielőtt elkezdenénk, nézzük meg először

Amit ebből az oktatóanyagból tanulhat:

1. Megfelelő hardverválasztás a projekthez, annak funkcióitól függően
2. Készítse elő a kapcsolási rajzot az összes kiválasztott alkatrész csatlakoztatásához
3. Szerelje össze a projekt összes részét (mechanikus és elektronikus összeszerelés)
4. A gép mérlegének skálázása
5. Kezdje el manipulálni a rendszert

1. lépés: Mi az a plottergép?

Mivel kezdőknek ezt az oktathatóvá tettem, először részletesen el kell magyaráznom, mi a rajzológép és hogyan működik!

A wikipédiában meghatározottak szerint a CNC a Computer numerical control (számítógépes számvezérlés) rövidítése, egy olyan gép, amely egy számítógép által vezérelt szerkezet, amely utasításokat fogad a számítógépről küldött soros porton keresztül, és mozgatja működtetőit a kapott utasításoknak megfelelően. Ezeknek a gépeknek a többsége léptetőmotoros gép, amely a léptetőmotorokat tartalmazza a téma tengelyén.

Egy másik szó az említett "tengelyre", igen, minden CNC gépnek meghatározott számú tengelye van, amelyeket a számítógépes program vezérel.

Esetünkben az általunk készített CNC plotter egy kettős tengelyű gép "részletek az 1. képen", amelynek tengelyében kis léptetőmotorok vannak "léptető a 2. képen" ezek a léptetők mozgatják az aktív tálcát, és kettős tengelyen mozgatják tervezze meg a rajzterv létrehozását rajzoló toll segítségével. A tollat fogjuk és elengedjük a szerkezetünk harmadik motorjával, amely egy szervomotor lesz.

2. lépés: A léptetőmotor a főhajtómű

A léptetőmotor vagy lépésmotor vagy léptetőmotor kefe nélküli egyenáramú villanymotor, amely a teljes forgást több egyenlő lépésre osztja fel. A motor helyzetét ezután meg lehet parancsolni, hogy mozogjon és tartsa az egyik ilyen lépést, minden helyzetérzékelő nélkül (visszacsatolt hurok vezérlő), amíg a motort gondosan méretezik az alkalmazáshoz a nyomaték és a fordulatszám tekintetében., honnan szerezze be a léptetőmotorokat a projektünkhöz, egyszerűen, csak ragadjon meg egy régi DVD -olvasót, mint a fenti 1. képen, van kettő 2 dollárért, mint minden, amit meg kell tennie, hogy szétszerelje a kivonáshoz a léptetőmotort és annak tartóját, ahogy a 3. képet mutatja, kettőre lesz szükségünk.

Miután megkapta a motorokat a DVD -olvasóból, készen kell állnia a használatra a motortekercsek végeinek azonosításával. Mindegyik léptetőmotor két tekerccsel rendelkezik, és multiméterrel azonosíthatja a tekercsvégeket a motorcsapok csatlakozója közötti ellenállás mérésével ", mint az 5. képen", és minden tekercsnél körülbelül 10 Ohm legyen. A motortekercsek azonosítása után csak forrasztjon néhány vezetéket a motor vezérléséhez rajtuk keresztül "lásd a 6. képet"

3. lépés: Az áramkör diagramja

Gépünk szíve egy arduino Nano Dev tábla, amely a számítógéptől kapott utasításoknak megfelelően vezérli az egyes hajtóművek mozgását, ezeknek a léptetőmotoroknak a vezérléséhez szükségünk van egy léptetőmotor -meghajtóra, amely szabályozza az egyes hajtóművek sebességét és irányát.

Esetünkben egy L293D H hídmotor -meghajtót fogunk használni, "lásd a 3. képet", amely megkapja az arduino által küldött motorparancsot a bemenetein keresztül, és vezérli a léptetőmotorokat a kimenetei segítségével.

Annak érdekében, hogy az összes szükséges alkatrészt az Arduino kártyánkkal összekapcsoljuk, elkészítettem az 1. ábrát bemutató kapcsolási rajzot, ahol ugyanazt a csatlakozást kell követni mind a léptetőmotorok, mind a szervomotorok esetében.

A 2. kép részletesen elmagyarázza a kapcsolási rajzot, valamint azt, hogy milyen kapcsolatoknak kell lennie az Arduino és a többi komponens között, biztosan beállíthatja ezeket a kapcsolatokat az igényeinek megfelelően.

4. lépés: A NYÁK -gyártás (a JLCPCB terméke)

A JLCPCB -ről

A JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) a legnagyobb NYÁK-prototípus-vállalkozás Kínában, és egy high-tech gyártó, amely a gyors PCB-prototípusokra és a kis tételű PCB-gyártásra szakosodott. Több mint 10 éves tapasztalattal rendelkezik a NYÁK -gyártásban, a JLCPCB -nek több mint 200 000 vásárlója van itthon és külföldön, több mint 8 000 online megrendelés PCB prototípus -készítéssel és kis mennyiségű PCB -gyártással naponta. Az éves termelési kapacitás 200 000 négyzetméter. különböző 1-rétegű, 2-rétegű vagy többrétegű PCB-khez. A JLC egy professzionális NYÁK -gyártó, nagyméretű, jól felszerelt berendezésekkel, szigorú kezeléssel és kiváló minőséggel.

Beszélő elektronika

A kapcsolási rajz elkészítése után átalakítottam egy NYÁK kialakításra, hogy előállítsam "lásd az 5., 6., 7., 8. képet", a NYÁK előállításához a JLCPCB -t választottam a legjobb NYÁK -szállítók és a legolcsóbb NYÁK -szolgáltatók közül, hogy megrendeljem áramkör. megbízható platformmal csak néhány egyszerű kattintást kell tennem a gerber fájl feltöltéséhez és néhány paraméter beállításához, például a NYÁK vastagságának színéhez és mennyiségéhez, akkor mindössze 2 dollárt fizettem, hogy csak öt nap múlva kapjam meg a PCB -m. Amint az a "sematikus ábra" 1, 2, 3, 4 képét mutatja.

Kapcsolódó letöltési fájlok

A Circuit (PDF) fájlt innen szerezheti be. Amint a fenti képeken látható, a NYÁK nagyon jól gyártott, és ugyanazt a NYÁK -tervezést kaptam, amit az alaplapunkhoz készítettünk, és minden címke és logó ott van, hogy segítsen a forrasztási lépések során. Innen letöltheti az áramkörhöz tartozó Gerber -fájlt is abban az esetben, ha ugyanazt az áramköri konstrukciót szeretné megrendelni.

5. lépés: Tervezzen támogatást a gépéhez

Gépünk jobb megjelenése érdekében úgy döntöttem, hogy ezt a három részt "lásd az 1. képet" tervezem a Solidworks szoftver segítségével, ezek az alkatrészek segítenek a DVD -olvasók összeállításában, megvannak ezeknek az alkatrészeknek a DXF fájljai, és barátaim segítségével a FabLab Tunéziában Megvannak a tervezett alkatrészek CNC lézervágó gép segítségével, 5 mm -es MDF faanyagot használtunk az alkatrészek előállításához. Egy másik tervezés, amely a rajzoló tolltartó, 3D nyomtatási folyamaton keresztül sikerült. És az összes kapcsolódó fájlt letöltheti az alábbi linkekről.

6. lépés: Hozzávalók

Most tekintsük át a projekthez szükséges alkatrészeket, egy Arduino Nano -t használok, amint fentebb említettük, ez lesz a gépünk szíve. A projekt két léptetőmotort is tartalmaz, meghajtó IC -ket és egy szervo motort. Az alábbiakban néhány ajánlott amazon linket talál a megfelelő elemekhez

Az ilyen típusú projektek létrehozásához szükségünk lesz:

• Az a NYÁK, amelyet a JLCPCB -től rendeltünk
• Egy Arduino nano:
• 2 x L293D H hídillesztő:
• 2 x DIP 16 tűs IC aljzat:
• 1 x IC aljzat DIP:
• SIL és csavaros fejcsatlakozók:
• 1 x SG90 szervo motor:
• 2 x DVD olvasó:
• A 3D nyomtatott részek
• A lézerrel vágott alkatrészek
• Néhány csavar a szereléshez
• A toll, amelyet ajándékba kaptunk a JLCPCB -től, vagy bármely más rajzoló toll

7. lépés: Elektronikus összeszerelés és teszt

Most áttérünk az összes elektronikus alkatrész forrasztására. A szokásos módon a felső selyemrétegen megtalálható az egyes alkatrészek címkéje, amely jelzi a táblán való elhelyezését, és így 100% -ig biztos lesz abban, hogy nem fog forrasztási hibákat elkövetni.

Végezzen néhány tesztet

Az elektronikai alkatrészek forrasztása után "lásd az 1. képet", a DVD -olvasót az X tengely lemezéhez csavarozom, és ugyanezt tettem az alaplaphoz, mint ahogyan a motorhuzalokat a csavarfejbe helyeztem, hogy egyszerű tesztet végezzek egy léptetőmotoros teszt segítségével kód "lásd 2. kép". Amint látja, a léptető jól mozog, és jó úton járunk.

/************************************************* ************************************************** ************************************************** ******************** - Szerző: BELKHIR Mohamed** - Szakma: (Elektromos keverő) MEGA DAS tulajdonos** - Fő cél: Ipari alkalmazás** - Szerzői jog (c) tulajdonos: Minden jog fenntartva** - Licenc: BSD 2 -záradékú licenc** - Dátum: 2017. 04. 20.*********************** ************************************************** ************************************************** ******************************************** / / ** ********************************* JEGYZET **************** **********************/ // Forrás- és bináris formában történő újraelosztás és felhasználás, módosítással vagy anélkül, megengedett, ha a következő feltételek teljesülnek:

// * A forráskód újraelosztásakor meg kell őrizni a fenti szerzői jogi megjegyzést

// a feltételek listája és a következő nyilatkozat.

// * A bináris formában történő újraelosztáshoz a fenti szerzői jogi megjegyzést kell reprodukálni, // ez a feltétellista és a következő nyilatkozat a dokumentációban // és/vagy a terjesztéshez mellékelt egyéb anyagok.

// EZT A SZOFTVERT A SZERZŐI JOGOS TULAJDONTOK ÉS A TÁRSASÁGI SZOLGÁLTATÓK "AHOGYAN" biztosítják

ÉS BÁRMILYEN KIFEJEZETT VAGY KÖVETKEZT GARANCIÁT, BELEértve, de nem korlátozva arra, A KERESHETŐSÉGRE VONATKOZÓ GARANCIÁKAT ÉS A KÜLÖNLEGES CÉLKITŰZÉSRE VONATKOZIK

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Tartalmazza a léptető Motor könyvtárat const int stepPerRotation = 20; // Lépések száma körönként. Standard érték CD/DVD -hez // X tengely léptetőmotor jelzése Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Léptetőmotor fordulatszáma myStepperX.step (100); késleltetés (1000); myStepperX.step (-100); késleltetés (1000); } void loop () {}

8. lépés: A mechanikus alkatrészek összeszerelése

Folytatjuk szerkezetünk összeszerelését úgy, hogy a második léptetőmotort az Y tengelylapra csavarjuk "lásd az 1. ábrát". Az Y tengely előkészítése után mindkét tengely készen áll a kettős tengely terv létrehozására, amelyről az első lépésben beszéltünk "lásd 2. kép". mindössze annyit kell tennie, hogy a két tengelyt 90 ° -os szögben helyezi el, lásd a 3. ábrát.

A tolltartó elkészítése

Előkészítjük a tolltartót úgy, hogy egy kis fejszét teszünk egy rugóba, hogy tartsa a 3D nyomtatott tolltartót, majd csavarjuk a szervómotort a helyére "lásd a 4. ábrát", a tolltartó készen áll, így a ragasztóhoz rögzítjük Y tengely valamilyen forró ragasztóval vagy bármilyen más eszközzel, hogy képes legyen az Y tengelyen csúszni a léptetőmotor lépései után "lásd az 5. képet", majd ragasztjuk aktív lemezünket az X tengely kocsijához "lásd 6. kép", és befejezzük a motorok vezetékeinek csavarozásával hozzájuk a táblán lévő csatlakozókat. Némi elrendezés után a mechanikai kialakításunk készen áll a „lásd a 7. képet” műveletre.

9. lépés: Szoftverrész

A szoftver részre áttérve három szoftvert kombinálunk a gép életre keltése érdekében, az első képen egy rövid leírást készítettem, a tervezést az Inkscape szoftver segítségével készítjük el, amely gcode fájlt állít elő a gépünkhöz és a biztos, hogy a gcode utasítások megértése érdekében a gépnek saját kóddal kell rendelkeznie, amelyet az Arduino IDE szoftver segítségével töltünk fel, az utolsó rész az, hogy hogyan lehet a gép kódját a gcode fájlhoz kapcsolni, ezt a feldolgozó szoftver végzi.

Az első lépés az arduino board scketch feltöltése, amelyet letölthet az alábbi linkről, és ne felejtse el frissíteni a léptetőmotorok csapját a shcematic szerint.

Megjegyzés: ha ugyanazt a sémát használja, mint a miénk, akkor a kód jól fog működni, és nem kell semmit megváltoztatnia.

A Gcode 'Inkscape' előkészítése

Ezután áttérünk az Inkscape -re, és beállítunk néhány paramétert (lásd az 1. képet), például a papírkereteket és az egységeket, lásd a 2. képet, elkészítjük a tervünket, és elmentjük a MakerBat unicon formátumba. nem érhető el az Inkscape verziójában, akkor elhelyezhet egy kiegészítőt annak eléréséhez, ha rákattint (mentés), új ablak jelenik meg a Gcode fájlparaméterek beállításához, mindössze annyit kell tennie, hogy ugyanazt a beállítást követi, mint a miénk és minden rendben lesz, kövesse a 7., 8., 9. képet, majd állítsa be ezeket a paramétereket, és megvan a gCode fájl.

Megjegyzés: nem mentheti a Gcode fájlt a szükséges formátumba, ha a Inkscape 0.48.5 -ös verziónál magasabb verzióját használja

A gép összekapcsolása a 'Processing 3' Gcode fájllal

A feldolgozó szoftverekre áttérve egy kicsit olyan, mint az Arduino IDE 'lásd a 10. képet', ezért nyissa meg a 'CNC program' fájlt, amelyet letölthet az alábbi linkről, és csak futtathatja 'lásd a 11. képet, egy második ablak jelenik meg, a billentyűzeten az utóbbi p gombot kell megnyomni a készülék COM portjának kiválasztásához 'lásd 12. kép', majd az utóbbi g megnyomásával válassza ki a kívánt gcode fájlt, miután kiválasztotta, a gép közvetlenül elkezd rajzolni.

10. lépés: Teszt és eredmények

És itt az idő, hogy itt van egy teszt, miután feltöltöttem a Gcode fájlt, a gép elkezd rajzolni, és nagyon tetszett a LED villogása, amely az egyes léptetőmotorokhoz küldött szekvenciákat mutatja.

A tervek nagyon jól sikerültek, és láthatjátok, hogy a srácok a projekt elképesztő és könnyen elkészíthető, Ne felejtsd el megnézni korábbi projektünket, amely „hogyan készítsd el saját arduino edzőplatformodat”. És iratkozz fel YouTube -csatornánkra, hogy további fantasztikus videókat találhass.

Egy utolsó dolog, győződjön meg arról, hogy mindennap elektronikázik

BEE MB volt a MEGA DAS -tól, találkozunk legközelebb