Diy arduino batay sa cnc plotter machine

Ang Mga Makina ng CNC ay Mga Computerized Numerical Control Machines na ginagamit upang gumuhit ng anuman o disenyo ng anumang bahagi ng mekanikal ayon sa programang disenyo na pinakain sa kanilang unit ng tagakontrol. Ang unit ng Controller ay maaaring alinman sa computer o microcontroller. Ang mga machine ng CNC ay may mga stepper at servo motor upang iguhit ang disenyo ayon sa pinakain na programa.

Matapos magsaliksik sa mga makina ng CNC, nagpasya akong bumuo ng sarili kong makina ng CNC gamit ang mga magagamit na lokal na materyales. Napakaraming mga makina ng CNC sa mundo, ang ilan sa mga ito ay higit na panteknikal at kumplikado upang gawin o paandarin ang mga ito nang maayos. Para sa kadahilanang ito, nagpasya akong gumawa ng isang simpleng Plotter Machine ng CNC batay sa Arduino na kung saan ay ang pinakasimpleng gawin. Maaari mo ring gamitin ito bilang isang Arduino CNC drawing machine na may maliit na pagbabago.

Ang DIY Arduino CNC Machine na ito ay maaaring gumuhit ng karamihan sa mga pangunahing hugis, teksto at kahit mga cartoon. Ang pagpapatakbo nito ay katulad ng paraan ng pagsulat ng isang kamay ng tao. Mas mabilis at mas tumpak ito kumpara sa paraan ng pagsulat o pagguhit ng isang tao. Suriin ang demonstration Video sa pagtatapos ng tutorial na ito.

Pagbuo ng isang Arduino CNC Machine:

Para gumana ang isang CNC plotting machine, kailangan ng 3 axes (x-axis, y-axis at z-axis. Ang x-axis at y-axis ay gumagana nang magkakasabay upang lumikha ng isang 2D na imahe sa isang simpleng papel. Ang mga x at y ang axis ay inilalagay ng 90 degree sa bawat isa tulad ng anumang punto sa patag na ibabaw ay tinukoy ng isang naibigay na halaga ng x at y. Ang z-axis ay ginagamit angat at ibababa ang panulat sa payak na papel.

Nakasalalay sa iginuhit na imahe, bubuo ang computer ng naaangkop na mga coordinate at ipadala ang mga ito sa microcontroller sa pamamagitan ng USB port. Ang microcontroller ay binibigyang kahulugan ang mga coordinate na ito at pagkatapos ay kinokontrol ang mga posisyon ng mga motor upang likhain ang imahe. Ginamit namin dito ang Arduino bilang Microcontroller upang maitayo ang CNC Machine na ito. Ang mga paggalaw ng tatlong-axis ay ibinibigay ng mga stepper motor, na kung saan ay ocntrolled ng Arduino board. Maaari mong chec out kung paano i-interface ang stepper motor sa Arduino kung bago ka rito.

Kaya't simulan natin ang pagbuo ng aming aparato ng Arduino CNC nang sunud-sunod.

Ang iyong kailangan:

Tandaan: Ang aking disenyo ay kakaiba sa hardware sa mga tuntunin ng laki at mga ginamit na materyales. Hindi ako makahanap ng mga lumang DVD drive kaya't nagpasyang sumali ako sa mga bahagi ng printer. Alinman ang gagamitin mo, tiyaking mayroon itong stepper motor.

Kinakailangan sa Hardware:

1. Sheet ng aluminyo (710mm x 710mm)
2. Lumang printer ng HP / Epson. Maaari mong gamitin ang mga lumang computer DVD drive
3. Bolts at mani
4. Perspex baso
5. Arduino UNO
6. L293D motor driver na kalasag o isang Arduino CNC na kalasag
7. Mini servo motor
8. Ang panulat

Nyawang

Mga tool:

1. Screwdriver
2. Drill
3. Tool sa paggupit (hacksaw)
4. Pandikit
5. Bench aparato

Mga Software:

Para sa mahusay na pagpapatakbo ng makina na ito, ginagamit ang mga sumusunod na software. Pumunta sa iba't ibang mga website at i-download ang mga ito.

1. Ang bersyon ng Arduino IDE na 1.6.6 o mas bagong mga bersyon mula dito
2. Pinoproseso ang bersyon ng IDE 3.1.1 o mas bago na bersyon mula rito
3. Bersyon ng Inkscape 0.48.5. I-download ito mula rito.
4. Grbl controller (opsyonal)

Ang Base para sa CNC Plotter Machine:

Ang pangunahing katawan ng aparatong ito ay ang base na sumusuporta sa lahat ng mga pangunahing bahagi ng makina nang magkasama upang ang makina ay matatag at portable din. Sa disenyo na ito gagamitin namin ang aluminyo upang maitayo ang base dahil ito ay magaan, simpleng yumuko at gupitin at nagbibigay din ito ng isang mahusay na makintab na hitsura dahil hindi ito kalawang.

Ang disenyo at sukat ng aking base ay ipinapakita sa ibaba:

Tandaan: Ang lahat ng mga sukat ay nasa millimeter.

Matapos ang lahat ng baluktot at paggupit, nakagawa ako ng isang napaka-matatag na base tulad ng ipinakita sa ibaba:

Assembly ng X, Y at Z Axes:

Upang makagawa ng mga axe ng x at y, ginagamit ang dalawang duyan ng printer. Ang bawat isa sa mga bahaging ito ay naglalaman ng isang stepper motor at isang belt drive na mekanismo na karaniwang ginagamit upang ilipat ang kartutso papunta at pabalik.

Para sa z-axis, isang mini servo motor ang nakakabit sa y-axis gamit ang pandikit. Ginagamit ang servo motor na ito upang ilipat ang bolpen at pababa. Ang isang mahusay na mekanismo ng suporta ay dapat na itayo na magbibigay-daan sa libreng pataas at pababang paggalaw ng bolpen.

Plataporma ng Pagguhit para sa CNC Machine:

Dahil sa napakalawak na laki ng makina na ito, ang aparato ay may kakayahang gumuhit sa isang papel na kasing laki ng A5. Samakatuwid ay puputulin namin ang isang A5 (148mmx210mm) na sukat na platform mula sa baso ng Perspex at pagkatapos ay idikit ito sa gumagalaw na bahagi ng x-axis gamit ang pandikit.

Mga Kable at Circuit ng CNC Machine:

Ipasok ang kalasag ng driver ng L293D sa Arduino UNO board. Ang kalasag na ito ay maaaring maghimok ng dalawang mga stepper motor nang sabay at dalawang servo motor. Ikonekta ang dalawang stepper motor tulad ng ipinakita sa ibaba. Ang koneksyon sa lupa ay dapat iwanang hindi konektado dahil ang mga motor ay uri ng bipoplar. Gaganap ito bilang aming Arduino CNC controller para sa aming Plotter machine.

Ilakip din ang mini servo motor sa servo1. Ikonekta ang isang 7.5V - 9V power supply sa power port ng kalasag ng driver ng motor. Handa na ang makina para sa pagsubok.

Arduino CNC Machine Code at Pagsubok:

Una kailangan naming subukan ang mga stepper motor at tingnan kung nakakonekta nang tama ang mga ito.

Dahil ginagamit namin ang kalasag ng driver ng L293D motor, kailangan naming i- download ang AFmotor Library mula dito. Pagkatapos ay idagdag ito sa iyong folder ng library ng Arduino IDE. Tiyaking pinalitan mo itong pangalan sa AFMotor . Kung ang Arduino IDE ay bukas isara ito at buksan ito ulit at mag-click sa file -> mga halimbawa -> Adafruit Motor Shield Library -> stepper . Tiyaking pipiliin mo ang tamang port at board sa mga tool at pagkatapos ay i-upload ang code sa Arduino board. Ang ilang mga paggalaw ay dapat na sundin sa stepper motor na isa.

Upang masubukan ang motor na dalawa, palitan ang motor port mula 2 hanggang 1 sa sumusunod na linya at pagkatapos ay i-upload muli ang code.

# isama // // Ikonekta ang isang stepper motor na may 48 na hakbang bawat rebolusyon (7.5 degree) // sa motor port # 2 (M3 at M4) AF_Stepper motor (48, 2);

Arduino Code para sa CNC Machine:

Kapag ang stepper motors ay tumutugon nang naaangkop, kopyahin ang Arduino code para sa CNC machine mula sa seksyon ng Code sa ibaba at i-upload ito sa Arduino board. Maaari mong i-download ang code mula sa link sa ibaba.

Pag-download ng Arduino CNC code

G-Code para sa CNC Machine:

Ang G - CODE ay ang wika kung saan sinasabi natin sa mga computerized machine (CNC) na gumawa ng isang bagay. Karaniwan ito ay isang file na naglalaman ng mga koordinasyong X, Y at Z.

Halimbawa:

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

Ang pagsulat ng isang G-Code para lamang sa isang simpleng parisukat ay maaaring maging talagang mapaghamong ngunit sa kabutihang palad mayroon kaming isang software na makakatulong sa amin na makabuo ng isang G-Code. Ang software na ito ay tinatawag na " Inkscape ", i- download ito mula rito.

Maaari kang makabuo ng iyong sariling G-Code gamit ang Inkscape, na ipinaliwanag namin sa susunod na seksyon o ngunit maaari mong gamitin ang madaling magagamit na mga G-Code sa internet.

Bago ko ipakita sa iyo kung paano bumuo ng mga G-Code gamit ang Inkscape ay hinayaan nating talakayin kung paano ipadala ang mga G-Code na iyon sa Arduino. Ang software na magbibigay-daan sa amin magpadala ng mga G-Code sa Arduino ay tinatawag na Pagproseso.

Pinoproseso ang IDE upang mai-upload ang G-Code:

Tutulungan kami ng platform na ito na ipadala ang mga G-Code sa Arduino board. Upang magawa ito, kakailanganin mong i-download ang file na GCTRL.PDE.

Mag-download ng GCTRL.pde file mula dito at buksan ito gamit ang Processing IDE

Kapag nabuksan mo na ito sa Processing IDE, i-click ang run. Lumilitaw ang isang window kasama ang lahat ng mga tagubilin. Pindutin ang p sa keyboard. Hihilingin sa iyo ng system na pumili ng isang port. Kaya piliin ang port kung saan nakakonekta ang iyong Arduino board. Ang kaso ko ay ang port 6.

Ngayon pindutin ang g at mag-browse sa folder kung saan mo nai-save ang iyong G-CODE. Piliin ang tamang G-CODE at pindutin ang enter. Kung ang lahat ay konektado nang tama, dapat mong makita ang iyong aparato na nagsisimulang magbalak sa papel.

Kung nais mong wakasan ang proseso, pindutin lamang ang x at ititigil ng aparato ang anumang ginagawa nito.

Paano Bumuo ng Iyong Sariling G-Code:

Nabanggit namin na ang Inkscape ay ang software na gagamitin namin upang makabuo ng aming mga G-CODES. Sa halimbawang ito lilikha kami ng isang simpleng teksto (HELLO WORLD) tulad ng ipinakita sa ibaba.

Tandaan : Ang Inkscape ay walang built built na paraan ng pag-save ng mga file bilang G-CODE . Samakatuwid kailangan mong mag- install ng isang Add-on na nagbibigay-daan sa pag-export ng mga imahe sa mga file na G-CODE. I-download ang MakerBot Unicorn plugin na ito mula dito gamit ang mga tala ng pag-install.

Kung matagumpay ang pag-install, Buksan ang Inkscape, pumunta sa menu ng File at i-click ang "Mga Katangian ng Dokumento". Una baguhin ang mga sukat mula sa px hanggang mm. Bawasan din ang lapad at taas sa 90 mm. Ngayon isara ang window na ito. Ang isang parisukat ay lilitaw bilang lugar ng pagguhit. Ito ang lugar na gagamitin namin upang isulat ang aming teksto.

Ngayon sa kaliwang bahagi ng bar, mag-click sa lumikha at i-edit ang tab na object ng teksto. I-type ang teksto na " HELLO WORLD " at iposisyon ito sa kanang tuktok na sulok ng parisukat tulad ng ipinakita sa ibaba.

Mag-click sa teksto at piliin ang uri ng font style na gusto mo. I-click ang mag-apply at ang malapit.

Ngayon mag-click sa path at piliin ang " object to path "

Handa na ang iyong teksto na mai-save bilang G-CODE. Mag-click sa file -> i-save bilang at pagkatapos ay i-type ang pangalan ng file bilang "hello world"

Baguhin ang uri ng file sa "MakerBot Unicon G-Code" tulad ng ipinakita sa larawan sa ibaba. Lilitaw lamang ito kung matagumpay ang pag-install ng Add-on. Panghuli mag-click sa save at mag-click ok sa pop-up window.

Nakabuo ka ng isang G-Code at maaari itong magplano gamit ang mga nakaraang pamamaraan.

Ang Controller ng GRBL:

Kapag nagawa mong makabuo ng isang G-Code gamit ang Inkscape, maaaring kinakailangan upang tingnan ang G-Code upang matiyak na nasa loob ng mga limitasyon sa pagguhit.

Ang mga limitasyon sa pagguhit ay nakatakda sa Arduino CNC CODE sa mga linya na ipinakita sa ibaba:

Ang imahe tulad ng ipinakita sa itaas sa GRBL controller ay hindi dapat lumampas sa mga limitasyong iyon tulad ng ipinakita sa code ng CNC Arduino sa itaas. Kung lampas ito sa mga limitasyong iyon halimbawa patungo sa negatibong bahagi ng x-axis, ang bahaging iyon sa negatibong bahagi ay hindi mailalagay.

Sa halimbawang ito ang mga halagang x at y mula sa 0mm hanggang 40mm.

Dahil gumagamit ako ng mga bahagi ng printer na maaaring magbalak sa isang mas malaking lugar, binabago ko ang mga halagang max mula 40mm hanggang 60mm.

Tuwing bumubuo ka ng isang G-Code gamit ang Inkscape, maaari mo munang buksan ang G-Code na iyon sa GRBL na programa upang makita kung nasa loob ng mga limitasyong iyon. Kung wala sa loob, kailangan mong baguhin ang laki ng iyong imahe sa Inkscape hanggang sa nasa loob ng iyong mga limitasyon.

Kaya't ito ang murang at pinakasimpleng pamamaraan upang makabuo ng isang makina ng Plotter ng CNC gamit ang arduino uno sa bahay. Subukan ito at ipaalam sa amin sa mga komento suriin din ang Video sa ibaba.