Arduino CNC -plotter (TEKNEMASKIN): 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hei folkens! Jeg håper du allerede likte min forrige instruksjonsfulle "Hvordan lage din egen Arduino -treningsplattform", og du er klar for en ny, som vanlig lagde jeg denne opplæringen for å veilede deg trinn for trinn mens du lagde denne typen super fantastiske elektroniske prosjekter til lave kostnader som er "CNC -plottermaskinen" også kjent som "CNC -tegning" eller bare "Arduino CNC -maskin". ^_^

Jeg fant mange opplæringsprogrammer på nettet som forklarer hvordan du lager en CNC -plotter, men med mangel på informasjon var det litt vanskelig å lage en slik maskin, det er grunnen til at jeg har bestemt meg for å starte denne instruerbare hvor jeg skal vise deg i detaljer hvordan du enkelt lager din egen tegnemaskin.

Dette prosjektet er så praktisk å lage spesielt etter å ha fått den tilpassede PCB -en som vi har bestilt fra JLCPCB

for å forbedre utseendet på maskinen vår, og det er også nok dokumenter og koder i denne veiledningen til at du enkelt kan lage maskinen din. Vi har gjort dette prosjektet på bare 5 dager, bare tre dager for å få alle nødvendige deler og fullføre maskinvarelaget og montere, deretter 2 dager for å forberede koden og starte noen justeringer. Før vi starter, la oss se først

Hva du vil lære av denne instruerbare:

1. Gjør det riktige maskinvarevalget for prosjektet ditt, avhengig av dets funksjoner
2. Forbered kretsdiagrammet for å koble alle de valgte komponentene
3. Monter alle prosjektdelene (mekanisk og elektronisk montering)
4. Skalering av maskinbalansen
5. Begynn å manipulere systemet

Trinn 1: Hva er en plottermaskin

Siden jeg har gjort dette instruerbart for nybegynnere, bør jeg først forklare i detalj hva som er tegnemaskinen og hvordan den fungerer!

Som det er definert i wikipedia, står CNC for Computer numerical control, en maskin som er en datastyrt struktur som mottar instruksjoner gjennom en seriell port sendt fra en datamaskin og beveger aktuatorene avhengig av mottatte instruksjoner. De fleste av disse maskinene er trinnmotorbaserte maskiner som inkluderer trinnmotorer i temaaksen.

Et annet ord til nevnte "akse", ja, hver CNC -maskin har et definert antall akser som vil bli kontrollert av dataprogrammet.

I vårt tilfelle er CNC -plotteren som vi laget en dobbeltakset maskin "detaljer på bilde 1" som har en liten steppermotor i sin akse "stepper på bilde 2", vil disse trinnene flytte en aktiv brett og få den til å bevege seg i en dobbel akse planlegger å lage tegningsdesignet ved hjelp av en tegnepenn. Pennen holdes og slippes ved hjelp av en tredje motor i strukturen vår som vil være en servomotor.

Trinn 2: Steppermotor er hovedaktuatoren

En trinnmotor eller trinnmotor eller trinnmotor er en børsteløs likestrømsmotor som deler en full rotasjon i et antall like trinn. Motorens posisjon kan deretter beordres til å bevege og holde ved et av disse trinnene uten posisjonssensor for tilbakemelding (en åpen sløyfe-kontroller), så lenge motoren er nøye dimensjonert til applikasjonen med hensyn til dreiemoment og hastighet., hvor du kan få trinnmotorene til prosjektet vårt, vel enkelt, bare ta en gammel DVD -leser som den på bilde 1 ovenfor, jeg har to for 2 dollar, enn alt du trenger å gjøre er å demontere den for å trekke ut trinnmotoren og dens støtte, som den viser bilde 3, trenger vi to av dem.

Når du får motorene dine fra DVD -leseren, bør du gjøre dem klare til bruk ved å identifisere motorspolene. Hver trinnmotor har to spoler, og ved hjelp av et multimeter kan du identifisere spolens ender ved å måle motstanden mellom motorpinnens kontakt "som vist bilde 5", og for hver spole bør den måles omtrent 10Ohm. Etter å ha identifisert motorspolene, lodder du bare noen ledninger for å kontrollere motoren gjennom dem "se bilde 6"

Trinn 3: Kretsdiagrammet

Hjertet i maskinen vår er et arduino Nano Dev -kort som vil kontrollere bevegelsen til hver aktuator avhengig av instruksjonene mottatt fra datamaskinen, for å kontrollere disse trinnmotorene trenger vi en trinnmotordriver for å kontrollere hastigheten og retningen til hver aktuator.

I vårt tilfelle vil vi bruke en L293D H bromotordriver "se bilde 3" som vil motta motorkommandoen sendt fra arduino gjennom inngangene og kontrollere trinnmotorene ved hjelp av utgangene.

For å koble alle nødvendige deler sammen med vårt Arduino -kort har jeg laget kretsdiagrammet som viser bilde 1 hvor du bør følge den samme tilkoblingen for både trinnmotorer og servomotoren.

Bildet 2 forklarer i detalj gjennom en skjematisk kretsdiagrammet og hvordan det skal være koblingene mellom Arduino og de andre komponentene, sikkert du kan justere disse koblingene avhengig av dine behov.

Trinn 4: PCB Making (produsert av JLCPCB)

Om JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), er det største PCB-prototypefirmaet i Kina og en høyteknologisk produsent som spesialiserer seg på rask PCB-prototype og produksjon i små partier. Med over 10 års erfaring med PCB -produksjon, har JLCPCB mer enn 200 000 kunder i inn- og utland, med over 8 000 online bestillinger av PCB -prototyper og PCB -produksjon i liten mengde per dag. Den årlige produksjonskapasiteten er 200 000 kvm. for forskjellige 1-lags, 2-lags eller flerlags PCB. JLC er en profesjonell PCB -produsent med stort utstyr, brønnutstyr, streng ledelse og overlegen kvalitet.

Snakker elektronikk

Etter å ha laget kretsdiagrammet, transformerte jeg det til et PCB -design for å produsere det "se bilde 5, 6, 7, 8", for å produsere kretskortet, har jeg valgt JLCPCB til de beste PCB -leverandørene og de billigste PCB -leverandørene for å bestille min krets. med dem pålitelig plattform alt jeg trenger å gjøre er noen enkle klikk for å laste opp gerber -filen og angi noen parametere som farge og mengde på PCB -tykkelsen, så har jeg betalt bare 2 dollar for å få PCB -en etter bare fem dager. Som det viser "bildet 1, 2, 3, 4" av den relaterte skjematikken.

Relaterte nedlastingsfiler

Du kan få Circuit (PDF) -filen herfra. Som du kan se på bildene ovenfor, er kretskortet veldig godt produsert, og jeg har samme PCB -design som vi har laget for hovedkortet, og alle etikettene og logoene er der for å veilede meg under loddetrinnene. Du kan også laste ned Gerber -filen for denne kretsen herfra i tilfelle du vil legge inn en bestilling for samme kretsdesign.

Trinn 5: Design en støtte for maskinen din

For å få et bedre utseende for maskinen min bestemte jeg meg for å designe disse tre delene "se bilde 1" ved hjelp av Solidworks -programvare, disse delene vil hjelpe oss med å sette sammen DVD -leserne sammen, jeg har DXF -filene til disse delene og med hjelp av vennene mine i FabLab Tunisia Jeg har de designede delene produsert ved hjelp av en CNC laserskjæremaskin, vi brukte et 5 mm MDF tremateriale for å få disse delene produsert. Nok en design som er tegnepennholderen, jeg har fått den gjennom en 3D -utskriftsprosess. Og du kan laste ned alle de relaterte filene fra koblingene nedenfor.

Trinn 6: Ingredienser

La oss nå se på de nødvendige komponentene vi trenger for dette prosjektet, jeg bruker en Arduino Nano som nevnt ovenfor, det vil være hjertet i maskinen vår. Prosjektet inkluderer også to trinnmotorer med IC -drivere og en servomotor. Du finner noen anbefalte Amazon -lenker for de aktuelle elementene

For å lage denne typen prosjekter trenger vi:

• Kretskortet som vi har bestilt fra JLCPCB
• En Arduino nano:
• 2 x L293D H brodriver:
• 2 x IC -kontakter DIP 16 -pinners:
• 1 x IC -kontakt DIP:
• SIL- og skruehodetilkoblinger:
• 1 x servomotor SG90:
• 2 x DVD -lesere:
• 3D -trykte deler
• De laserskårne delene
• Noen skruer til monteringen
• Pennen som vi har i gave fra JLCPCB eller en annen tegnepenn

Trinn 7: Elektronisk montering og test

Vi går nå til lodding av alle de elektroniske komponentene. Som vanlig finner du på det øverste silkelaget en etikett for hver komponent som angir plasseringen på brettet, og på denne måten vil du være 100% sikker på at du ikke vil gjøre loddefeil.

Gjør noen tester

Etter lodding av de elektroniske komponentene "se bilde 1", skruer jeg DVD -leseren til X -akseplaten, og jeg gjorde det samme for hovedkortet enn jeg plasserte motorkablene i skruehodet for å gjøre en enkel test ved hjelp av en trinnmotortest kode "se bilde 2". Som du ser beveger stepper seg fint, og vi er på riktig vei.

/************************************************* ************************************************* ************************************************* ******************** - Forfatter: BELKHIR Mohamed** - Yrke: (Elektrisk ingeniør) MEGA DAS -eier** - Hovedformål: Industriell applikasjon** - Copyright (c) innehaver: Alle rettigheter forbeholdt** - Lisens: BSD 2 -klausul Lisens** - Dato: 2017-04-20************************ ************************************************* ************************************************* ******************************************* / / ** ********************************* MERK **************** **********************/ // Omfordeling og bruk i kilde- og binære skjemaer, med eller uten // modifikasjon, er tillatt forutsatt at følgende betingelser er oppfylt:

// * Omfordelinger av kildekoden må beholde ovennevnte opphavsrettsvarsel, dette

// vilkårsliste og følgende ansvarsfraskrivelse.

// * Omfordelinger i binær form må gjengi ovenstående opphavsrettsvarsel, // denne betingelseslisten og følgende ansvarsfraskrivelse i dokumentasjonen // og/eller annet materiale som følger med distribusjonen.

// DENNE PROGRAMVAREN GJØRES AV COPYRIGHT -INNEHAVERENE OG BIDRAGGERENE "SOM DEN ER"

// OG ENHVER UTTRYKKELIGE ELLER UNDERFORSTÅENDE GARANTIER, INKLUDERT, MEN IKKE BEGRENSET TIL, // UNDERFORSTÅENDE GARANTIER FOR SALGSOMHET OG RIKTIGHET FOR ET BESKRIVELIGT FORMÅL FRASKRIVES

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#include // Inkluder stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Antall trinn for tur. Standardverdi for CD/DVD // Angi trinnmotor for X -akser Pinner Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); ugyldig oppsett () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper motor speed myStepperX.step (100); forsinkelse (1000); myStepperX.step (-100); forsinkelse (1000); } void loop () {}

Trinn 8: Montering av de mekaniske delene

Vi fortsetter monteringen av strukturen vår ved å skru den andre trinnmotoren til Y -akseplaten "se bilde 1". Når du har forberedt Y -aksen, vil du ha begge aksene klare til å lage den doble akseplanen som vi snakket om den i det første trinnet "se bilde 2". alt du trenger å gjøre er å plassere de to aksene i en 90 ° "se bilde 3".

Laget av pennholderen

Vi forbereder pennholderen ved å plassere en liten øks i en fjær for å holde den 3D -trykte pennholderen, og deretter skruer vi servomotoren til plassering "se bilde 4", pennholderen er klar, så vi holder den til vognen på Y -aksen ved hjelp av noe varmt lim eller andre midler for å gjøre den i stand til å gli på Y -aksen etter trinnmotortrinnene "se bilde 5", så holder vi vår aktive plate til vognen til X -aksen "se bilde 6", og vi avslutter med å skru motorenes ledninger til kontaktene på brettet. Etter litt ordning har vi vår mekaniske design klar for handlingen 'se bilde 7'.

Trinn 9: Programvaredel

Når vi går til programvaredelen, kombinerer vi tre programvarer for å gjøre maskinen levende. Jeg har laget en kort beskrivelse i det første bildet, vi vil lage vårt design ved hjelp av Inkscape -programvare som produserer en gcode -fil som er nødvendig for maskinen vår og for sikkert for å forstå gcode -instruksjonene, bør maskinen ha sin egen kode som vi skal laste opp ved hjelp av Arduino IDE -programvare, den siste delen er hvordan du kobler maskinens kode til gcode -filen, dette utføres ved å behandle programvare.

Det første trinnet er å laste opp arduino board scketch som du kan laste ned fra lenken nedenfor og ikke glem å oppdatere trinnmotorens pin i henhold til din skjematiske.

Merk: Hvis du bruker den samme skjematikken som vår, så vil koden fungere fint og du trenger ikke endre noe i den.

Forbereder Gcode 'Inkscape'

Deretter flytter vi til Inkscape og vi justerer noen parametere 'se bilde 1' som papirrammer og enheter 'se bilde 2', vi forbereder designet og lagrer det på MakerBat unicon -format 'se bilde 5, 6', hvis dette formatet er ikke tilgjengelig på din Inkscape-versjon, kan du plassere et tillegg for å få det. Når du klikker på (lagre) vil et nytt vindu vises for justeringer av Gcode-filparametere, alt du trenger å gjøre er å følge den samme justeringen som vår og alt vil gå bra, bare følg 'bilde 7, 8, 9', så setter du disse parameterne på denne måten, og du har din gCode -fil.

Merk: du kan ikke lagre Gcode -filen i det nødvendige formatet hvis du bruker en Inkscape -versjon som er høyere enn versjon 0.48.5

Koble maskinen til Gcode -filen 'Processing 3'

Når vi går over til behandlingsprogramvare, er det litt som Arduino IDE 'se bilde 10', så du bør åpne filen 'CNC -program' som du kan laste ned fra lenken nedenfor og bare kjøre den 'se bilde 11', et annet vindu vises, må du trykke på sistnevnte p på tastaturet for å velge COM -porten på maskinen 'se bilde 12', og trykke på sistnevnte g for å velge ønsket gcode -fil, når du har valgt den, starter maskinen direkte med å tegne.

Trinn 10: Test og resultater

Og her er tiden inne for en test. Når jeg lastet opp Gcode -filen begynte maskinen å tegne, og jeg likte virkelig LED -flimringen som viser sekvensene som sendes til hver trinnmotor.

Designene er veldig godt utført, og du kan se gutta at prosjektet er fantastisk og enkelt å lage også, Ikke glem å se vårt forrige prosjekt som er "hvordan lage din egen arduino -treningsplattform". Abonner på YouTube -kanalen vår for flere flotte videoer.

En siste ting, sørg for at du driver med elektronikk hver dag

Det var BEE MB fra MEGA DAS vi ses neste gang