Arduino CNC Plotter (TEGNINGSMASKIN): 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hej gutter! Jeg håber, du allerede har nydt min tidligere instruerbare "Sådan laver du din egen Arduino -træningsplatform", og du er klar til en ny, som sædvanlig lavede jeg denne vejledning til at guide dig trin for trin, mens du lavede denne slags super fantastiske billige elektroniske projekter som er "CNC plottermaskinen" også kendt som "CNC -tegning" eller bare "Arduino CNC -maskine". ^_^

Jeg fandt masser af tutorial på internettet, der forklarer, hvordan man laver en CNC -plotter, men med mangel på information var det lidt svært at lave sådan en maskine, det er grunden til, at jeg har besluttet at starte denne instruerbare, hvor jeg vil vise dig i detaljer, hvordan du nemt laver din egen tegnemaskine.

Dette projekt er så praktisk at lave specielt efter at have fået det tilpassede print, som vi har bestilt fra JLCPCB

for at forbedre vores maskines udseende, og der er også nok dokumenter og koder i denne vejledning, så du nemt kan oprette din maskine. Vi har kun lavet dette projekt på kun 5 dage, kun tre dage for at få alle de nødvendige dele og afslutte hardwarefremstillingen og samlingen, derefter 2 dage til at forberede koden og starte nogle justeringer. Før vi starter, lad os se først

Hvad du vil lære af dette instruerbare:

1. At foretage det rigtige hardware -valg til dit projekt afhængigt af dets funktioner
2. Forbered kredsløbsdiagrammet for at forbinde alle de valgte komponenter
3. Saml alle projektdele (mekanisk og elektronisk samling)
4. Skalering af maskinens balance
5. Begynd at manipulere systemet

Trin 1: Hvad er en plottermaskine

Da jeg har gjort dette instruerbart for begyndere, bør jeg først forklare detaljeret, hvad der er tegnemaskinen, og hvordan den fungerer!

Som det er defineret i wikipedia, står CNC for Computer numerical control, en maskine, der er en computerstyret struktur, der modtager instruktioner gennem en seriel port sendt fra en computer og flytter sine aktuatorer afhængigt af de modtagne instruktioner. De fleste af disse maskiner er steppermotorbaserede maskiner, som omfatter trinmotorer i temakse.

Et andet ord til nævnte "akse", ja, hver CNC -maskine har et defineret antal akser, der styres af computerprogrammet.

I vores tilfælde er den CNC plotter, vi lavede, en dobbeltakset maskine "detaljer i billede 1", der har en lille stepper motor i sin akse "stepper i billede 2", vil disse steppere flytte en aktiv bakke og få den til at bevæge sig i en dobbelt akse planlægger at oprette tegningsdesignet ved hjælp af en tegnestift. Pennen vil blive holdt og frigivet ved hjælp af en tredje motor i vores struktur, som vil være en servomotor.

Trin 2: Trinmotor er hovedaktuatoren

En trinmotor eller trinmotor eller trinmotor er en børsteløs DC -elektrisk motor, der opdeler en fuld rotation i et antal lige trin. Motorens position kan derefter kommanderes til at bevæge sig og holde ved et af disse trin uden nogen positionssensor til feedback (en open-loop-controller), så længe motoren er omhyggeligt dimensioneret til applikationen med hensyn til drejningsmoment og hastighed., hvorfra man kan få trinmotorer til vores projekt, godt let, tag bare en gammel DVD -læser som den på billede 1 ovenfor, jeg har to for 2 dollars, end alt hvad du skal gøre er at skille den ad for at udtrække trinmotoren og dens støtte, som det viser billede 3, skal vi bruge to af dem.

Når du får dine motorer fra DVD -læseren, skal du gøre dem klar til brug ved at identificere motorspolernes ender. Hver trinmotor har to spoler, og ved hjælp af et multimeter kan du identificere spolens ender ved at måle modstanden mellem motorens stik "som vist billede 5", og for hver spole skal den måles ca. 10Ohm. Efter at have identificeret motorspolerne loddes bare nogle ledninger for at styre motoren igennem dem "se billede 6"

Trin 3: Kredsløbsdiagrammet

Hjertet i vores maskine er et arduino Nano Dev -kort, der styrer bevægelsen af hver aktuator afhængigt af instruktionen modtaget fra computeren, for at styre disse steppermotorer har vi brug for en steppermotordriver til at styre hastigheden og retningen på hver aktuator.

I vores tilfælde vil vi bruge en L293D H bromotor driver "se billede 3", som vil modtage motorkommandoen sendt fra arduino gennem dens indgange og styre stepper motorerne ved hjælp af dens output.

for at forbinde alle de nødvendige dele sammen med vores Arduino -kort har jeg lavet kredsløbsdiagrammet, der viser billede 1, hvor du skal følge den samme forbindelse for både trinmotorer og servomotoren.

Billedet 2 forklarer detaljeret gennem en skematisk kredsløbsdiagram og hvordan det skal være forbindelserne mellem Arduino og de andre komponenter, helt sikkert kan du justere disse links afhængigt af dine behov.

Trin 4: PCB Making (produceret af JLCPCB)

Om JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), er den største PCB-prototypevirksomhed i Kina og en højteknologisk producent med speciale i hurtig PCB-prototype og produktion af små partier. Med over 10 års erfaring inden for PCB -fremstilling har JLCPCB mere end 200.000 kunder i ind- og udland med over 8.000 online -ordrer af PCB -prototyper og PCB -produktion i små mængder pr. Dag. Den årlige produktionskapacitet er 200.000 kvm. til forskellige 1-lags, 2-lags eller flerlags PCB'er. JLC er en professionel PCB -producent med stort udstyr, brøndudstyr, streng forvaltning og overlegen kvalitet.

Taler elektronik

Efter at have lavet kredsløbsdiagrammet omdannede jeg det til et PCB -design for at producere det "se billede 5, 6, 7, 8", for at producere printkortet har jeg valgt JLCPCB til de bedste PCB -leverandører og de billigste PCB -udbydere til at bestille min kredsløb. med dem pålidelige platform alt hvad jeg skal gøre er nogle enkle klik for at uploade gerber -filen og indstille nogle parametre som PCB -tykkelse farve og mængde, så har jeg kun betalt 2 Dollars for at få mit PCB efter kun fem dage. Da det viser "billedet 1, 2, 3, 4" af den relaterede schemtic.

Relaterede downloadfiler

Du kan få Circuit (PDF) -filen herfra. Som du kan se på billederne ovenfor, er PCB meget godt fremstillet, og jeg har det samme PCB -design, som vi har lavet til vores hovedkort, og alle etiketter og logoer er der for at guide mig under lodningstrinnene. Du kan også downloade Gerber -filen til dette kredsløb herfra, hvis du vil afgive en ordre til det samme kredsløbdesign.

Trin 5: Design en support til din maskine

For at få et bedre udseende til vores maskine besluttede jeg at designe disse tre dele "se billede 1" ved hjælp af Solidworks software, disse dele vil hjælpe os med at samle DVD -læserne sammen, jeg har DXF -filer af disse dele og med hjælp fra mine venner i FabLab Tunesien Jeg har de designede dele produceret ved hjælp af en CNC laserskæremaskine, vi brugte et 5 mm MDF træmateriale til at få disse dele produceret. Endnu en anden design, der er tegnestiftholderen, jeg har fået den gennem en 3D -udskrivningsproces. Og du kan downloade alle de relaterede filer fra nedenstående links.

Trin 6: Ingredienser

Lad os nu gennemgå de nødvendige komponenter, vi har brug for til dette projekt, jeg bruger en Arduino Nano som nævnt ovenfor, det vil være hjertet i vores maskine. Projektet omfatter også to trinmotorer med chauffører IC'er og en servomotor. Du finder nogle anbefalede Amazon -links til de relevante varer

For at skabe denne slags projekter har vi brug for:

• PCB, som vi har bestilt fra JLCPCB
• En Arduino nano:
• 2 x L293D H brodriver:
• 2 x IC -stik DIP 16 pin:
• 1 x IC -stik DIP:
• SIL- og skruehovedstik:
• 1 x servomotor SG90:
• 2 x DVD -læsere:
• 3D -printede dele
• De laserskårne dele
• Nogle skruer til samlingen
• Pennen, som vi har fået som gave fra JLCPCB eller en hvilken som helst anden tegnestift

Trin 7: Elektronisk samling og test

Vi går nu til lodningssamlingen af alle de elektroniske komponenter. Som sædvanlig finder du på det øverste silkelag en etiket af hver komponent, der angiver dens placering på brættet, og på denne måde er du 100% sikker på, at du ikke laver loddefejl.

Lav nogle tests

Efter lodning af de elektroniske komponenter "se billede 1", skruer jeg DVD -læseren fast på X -aksepladen, og jeg gjorde det samme for hovedkortet, end jeg placerede motortrådene i dem skruehoved for at lave en simpel test ved hjælp af en trinmotortest kode "se billede 2". Som du ser, går stepperen fint, og vi er på den rigtige vej.

/************************************************* ************************************************* ************************************************* ******************** - Forfatter: BELKHIR Mohamed** - Profession: (Elektriker) MEGA DAS ejer** - Hovedformål: Industriel anvendelse** - Copyright (c) indehaver: Alle rettigheder forbeholdes** - Licens: BSD 2 -klausul Licens** - Dato: 2017-04-20************************ ************************************************* ************************************************* ********************************************* / / ** ********************************* BEMÆRK **************** **********************/ // Omfordeling og brug i kilde- og binære formularer, med eller uden // ændring, er tilladt, forudsat at følgende betingelser er opfyldt:

// * Omfordelinger af kildekoden skal beholde ovenstående ophavsretlig meddelelse, dette

// liste over betingelser og følgende ansvarsfraskrivelse.

// * Omfordelinger i binær form skal gengive ovenstående meddelelse om ophavsret, // denne betingelsesliste og følgende ansvarsfraskrivelse i dokumentationen // og/eller andet materiale, der følger med distributionen.

// DENNE SOFTWARE LEVERES AF COPYRIGHT -indehaverne og bidragsyderne "SOM DEN ER"

// OG ENHVER UDTRYKKELIGE ELLER UNDERFORSTÅENDE GARANTIER, INKLUDERENDE, MEN IKKE BEGRÆNSET TIL // DE FORMÅLTE GARANTIER FOR SALGSMÆSSIGHED OG EGNETHED FOR ET SÆRLIGT FORMÅL FRASKRIVES

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Medtag stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Antal trin efter tur. Standardværdi for CD/DVD // Angiv X -aksestapmotor Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); ugyldig opsætning () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motor speed myStepperX.step (100); forsinkelse (1000); myStepperX.step (-100); forsinkelse (1000); } void loop () {}

Trin 8: Montering af de mekaniske dele

Vi fortsætter samlingen af vores struktur ved at skrue den anden trinmotor til Y -aksens plat "se billede 1". Når du har forberedt Y -aksen, vil du have begge akser klar til at oprette den dobbeltakseplan, som vi talte om det i det første trin "se billede 2". alt hvad du skal gøre er at placere de to akser i en 90 ° "se billede 3".

Fremstilling af penneholderen

Vi forbereder penholderen ved at placere en lille økse i en fjeder for at holde den 3D -trykte penholder, og derefter skruer vi servomotoren til dens placering "se billede 4", penholderen er klar, så vi holder den til vognen på Y -aksen ved hjælp af en eller anden varm lim eller andre midler til at gøre den i stand til at glide på Y -aksen efter trinmotorens trin "se billede 5", så holder vi vores aktive plade til vognen på X -aksen "se billede 6", og vi afslutter med at skrue motorernes ledninger til dem stik på tavlen. Efter noget arrangement har vi vores mekaniske design klar til handlingen 'se billede 7'.

Trin 9: Softwaredel

Når vi går til softwaredelen, kombinerer vi tre software for at gøre maskinen levende, jeg har lavet en kort beskrivelse i det første billede, vi laver vores design ved hjælp af Inkscape -software, der producerer en gcode -fil, der er nødvendig til vores maskine og til For at forstå gcode -instruktionerne skal maskinen have sin egen kode, som vi vil uploade ved hjælp af Arduino IDE -software, den sidste del er, hvordan man forbinder maskinens kode til gcode -filen, dette udføres ved at behandle software.

Det første trin er at uploade arduino board scketch, som du kan downloade fra nedenstående link og glem ikke at opdatere trinmotorens pin i henhold til din skematisk.

Bemærk: hvis du bruger den samme skematiske som vores, så koden fungerer fint og ikke behøver at ændre noget i den.

Klargøring af Gcode 'Inkscape'

Derefter flytter vi til Inkscape, og vi justerer nogle parametre 'se billede 1' som papirrammerne og enhederne 'se billede 2', vi forbereder vores design og gemmer det på MakerBat unicon -format 'se billede 5, 6', hvis dette format er ikke tilgængelig på din Inkscape-version, kan du placere en tilføjelse for at få den, når du klikker på (gem), vises et nyt vindue til justeringer af Gcode-filparametre, alt hvad du skal gøre er at følge den samme justering som vores og alt vil være fint bare følg 'billede 7, 8, 9', så indstiller du disse parametre på denne måde, og du har din gCode -fil.

Bemærk: du kan ikke gemme Gcode -filen i det nødvendige format, hvis du bruger en Inkscape -version, der er højere end version 0.48.5

Tilknytning af maskinen til Gcode -filen 'Processing 3'

Når vi går til bearbejdningssoftware, ligner det lidt Arduino IDE 'se billede 10', så du skal åbne filen 'CNC -program', som du kan downloade fra linket herunder og bare køre det 'se billede 11', et andet vindue vises, skal du trykke på sidstnævnte p i dit tastatur for at vælge COM -porten på maskinen 'se billede 12', og trykke på sidstnævnte g for at vælge den ønskede gcode -fil, når du har valgt den, starter maskinen direkte med at tegne.

Trin 10: Test og resultater

Og her er vi, tiden er her til en test, når uploadet Gcode -filen begyndte maskinen at tegne, og jeg kunne virkelig godt lide LED -flimren, der viser sekvenserne sendt til hver trinmotor.

Designet er meget godt udført, og du kan se fyre, at projektet også er fantastisk og let at lave, Glem ikke at se vores tidligere projekt, som er “hvordan man laver din egen arduino -træningsplatform”. Og abonnér på vores YouTube -kanal for flere fantastiske videoer.

En sidste ting, sørg for at du laver elektronik hver dag

Det var BEE MB fra MEGA DAS vi ses næste gang