- Izdelava Arduino CNC stroja:
- Kaj rabiš:
- Osnova za CNC ploter:
- Sestavljanje osi X, Y in Z:
- Risalna ploščad za CNC stroj:
- Ožičenje in vezje CNC stroja:
- Arduino CNC strojna koda in preizkušanje:
- Kako ustvariti lastno kodo G:
- Krmilnik GRBL:
CNC stroji so računalniško podprti numerični krmilni stroji, ki se uporabljajo za risanje česar koli ali oblikovanje katerega koli mehanskega dela v skladu s programom za načrtovanje, ki se vnese v njihovo krmilno enoto. Krmilna enota je lahko računalnik ali mikrokrmilnik. CNC stroji imajo koračne in servo motorje za risanje zasnove v skladu s programom.
Po raziskovanju CNC strojev sem se odločil za izdelavo lastnega CNC stroja z uporabo lokalno dostopnih materialov. Na svetu je toliko CNC strojev, od katerih so nekateri zelo tehnični in zapleteni za pravilno izdelavo ali celo njihovo upravljanje. Iz tega razloga sem se odločil za izdelavo preprostega CNC ploterja na osnovi Arduina, ki je daleč najpreprostejši za izdelavo. To lahko uporabite tudi kot Arduino CNC risalni stroj z malo spremembami.
Ta DIY Arduino CNC stroj lahko nariše večino osnovnih oblik, besedil in celo risank. Delovanje je podobno načinu pisanja človeške roke. Je hitrejši in natančnejši v primerjavi z načinom, kako lahko človek piše ali riše. Oglejte si predstavitveni video na koncu te vadnice.
Izdelava Arduino CNC stroja:
Za delovanje CNC-risalnega stroja so potrebne 3 osi (os x, os y in os z. Os x in os y enotno delujejo, da ustvarijo 2D sliko na navadnem papirju. Ti x in y osi so postavljene med seboj za 90 stopinj, tako da je katera koli točka na navadni površini definirana z določeno vrednostjo x in y. Z osjo dvignite in spustite pero na navaden papir.
Odvisno od slike, ki jo želite narisati, bo računalnik ustvaril ustrezne koordinate in jih prek vrat USB poslal mikrokrmilniku. Mikrokrmilnik interpretira te koordinate in nato nadzira položaje motorjev, da ustvari sliko. Tu smo uporabili Arduino kot mikrokrmilnik za izdelavo tega CNC stroja. Triosne premike zagotavljajo koračni motorji, ki jih bo nadzirala plošča Arduino. Izveste lahko, kako povezati koračni motor z Arduinom, če tega še ne poznate.
Začnimo torej graditi našo Arduino CNC napravo korak za korakom.
Kaj rabiš:
Opomba: Moj dizajn se glede na velikost in uporabljene materiale strojno razlikuje od strojne opreme. Nisem mogel najti starih pogonov DVD, zato sem se odločil za dele tiskalnika. Kar koli uporabite, zagotovite, da ima koračni motor.
Zahteva glede strojne opreme:
- Aluminijasta pločevina (710 mm x 710 mm)
- Stari tiskalnik HP / Epson. Uporabite lahko stare računalniške pogone DVD
- Vijaki in matice
- Perspex steklo
- Arduino UNO
- Ščit voznika motorja L293D ali CNC ščit Arduino
- Mini servo motor
- Pero
U
Orodja:
- Izvijač
- Vrtati
- Rezalno orodje (žaga)
- Lepilo
- Klopna naprava
Programska oprema:
Za učinkovito delovanje te naprave se uporabljajo naslednji programi. Pojdite na različna spletna mesta in jih prenesite.
- Arduino IDE različice 1.6.6 ali novejše od tu
- Obdelava IDE različice 3.1.1 ali novejše od tu
- Različica Inkscape 0.48.5. Prenesite ga od tukaj.
- Krmilnik Grbl (neobvezno)
Osnova za CNC ploter:
Glavni del te naprave je podstavek, ki podpira vse večje dele stroja, tako da je stroj trden in tudi prenosljiv. Pri tej zasnovi bomo za izdelavo podlage uporabili aluminij, saj je lahek, enostaven za upogibanje in rezanje, hkrati pa daje dober svetleč videz, saj ne rja.
Oblika in dimenzije mojega baze je prikazano spodaj:
Opomba: Vse mere so v milimetrih.
Po vseh upogibanju in rezanju sem lahko izdelal zelo trdno podlago, kot je prikazano spodaj:
Sestavljanje osi X, Y in Z:
Za izdelavo osi x in y sta uporabljeni dve zibelki za tiskalnik. Vsak od teh delov vsebuje koračni motor in mehanizem z jermenskim pogonom, ki se običajno uporablja za premikanje kartuše sem ter tja.
Za os z je na os y pritrjen mini servo motor z lepilom. Ta servo motor se uporablja za premikanje peresa gor in dol. Izdelati je treba dober podporni mehanizem, ki bo omogočal prosto gibanje pisala gor in dol.
Risalna ploščad za CNC stroj:
Zaradi izjemne velikosti tega stroja lahko naprava riše na papir velikosti A5. Zato bomo iz stekla Perspex izrezali ploščad velikosti A5 (148 mmx210 mm) in ga nato z lepilom prilepili na gibljivi del osi x.
Ožičenje in vezje CNC stroja:
Na ploščo Arduino UNO vstavite ščit gonilnika motorja L293D. Ta ščit lahko poganja dva koračna motorja hkrati in dva servo motorja. Povežite dva koračna motorja, kot je prikazano spodaj. Priključek za ozemljitev naj ostane nepovezan, saj so motorji dvopolnega tipa. Ta bo deloval kot naš CNC krmilnik Arduino za naš stroj Plotter.
Na servo1 pritrdite tudi mini servo motor. Napajalnik 7,5–9 V priključite na napajalna vrata ščita motornega pogona. Naprava je zdaj pripravljena za testiranje.
Arduino CNC strojna koda in preizkušanje:
Najprej moramo preizkusiti koračne motorje in preveriti, ali so pravilno povezani.
Ker uporabljamo ščit gonilnika motorja L293D, moramo od tu prenesti knjižnico AFmotor. Nato ga dodajte v mapo knjižnice Arduino IDE. Poskrbite, da ga boste preimenovali v AFMotor . Če je bil Arduino IDE odprt, ga zaprite in znova odprite ter kliknite datoteko -> primeri -> knjižnica Adafruit Motor Shield -> koračni korak . Prepričajte se, da ste pravilno izbrali vrata in ploščo v orodjih, nato pa kodo naložite na ploščo Arduino. Pri koračnem motorju je treba opaziti nekaj gibov.
Če želite preizkusiti motor dva, spremenite vrata motorja z 2 na 1 v naslednji vrstici in nato znova naložite kodo.
#include // Povežite koračni motor z 48 koraki na vrtljaj (7,5 stopinje) // na vrata motorja št. 2 (M3 in M4) AF_Stepper motor (48, 2);
Koda Arduino za CNC stroj:
Ko se koračni motorji ustrezno odzovejo, kopirajte Arduino kodo za CNC stroj iz spodnjega odseka Code in jo naložite na ploščo Arduino. Kodo lahko prenesete s spodnje povezave.
Prenos kode Arduino CNC
G-koda za CNC stroj:
G - KODA je jezik, v katerem računalniškim strojem (CNC) naročimo, naj nekaj naredijo. V bistvu gre za datoteko, ki vsebuje koordinate X, Y in Z.
Na primer:
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
Pisanje G-kode samo za preprost kvadrat je lahko resnično zahtevno, a na srečo imamo programsko opremo, ki nam lahko pomaga ustvariti G-kodo. Ta programska oprema se imenuje " Inkscape ", naložite jo od tukaj.
S pomočjo kode Inkscape lahko ustvarite svojo lastno kodo G, kar smo razložili v naslednjem poglavju, lahko pa uporabite dostopne kode G na internetu.
Preden vam pokažem, kako ustvariti G-kode z uporabo Inkscape, se lahko pogovorimo o tem, kako te G-kode poslati v Arduino. Programska oprema, ki nam bo omogočila pošiljanje G-kod v Arduino, se imenuje Processing.
Obdelava IDE za nalaganje G-kode:
Ta platforma nam bo pomagala poslati kode G na ploščo Arduino. Če želite to narediti, boste morali prenesti datoteko GCTRL.PDE.
Datoteko GCTRL.pde prenesite od tukaj in jo odprite s pomočjo Processing IDE
Ko jo odprete v IDE za obdelavo, kliknite zaženi. Pojavi se okno z vsemi navodili. Pritisnite p na tipkovnici. Sistem vas bo pozval, da izberete vrata. Torej izberite vrata, na katera je priključena vaša plošča Arduino. V mojem primeru gre za vrata 6.
Zdaj pritisnite g in poiščite mapo, v katero ste shranili svojo G-KODO. Izberite pravo kodo G in pritisnite enter. Če je bilo vse pravilno priključeno, bi morali videti, da naprava začne risati na papirju.
Če želite postopek končati, samo pritisnite x in naprava bo ustavila vse, kar je počela.
Kako ustvariti lastno kodo G:
Omenili smo, da je Inkscape programska oprema, ki jo bomo uporabili za ustvarjanje G-KOD. V tem primeru bomo ustvarili preprosto besedilo (HELLO WORLD), kot je prikazano spodaj.
Opomba : Inkscape nima vgrajenega načina shranjevanja datotek kot G-CODE . Zato morate namestiti dodatek, ki omogoča izvoz slik v datoteke G-CODE. Od tu prenesite ta vtičnik MakerBot Unicorn z opombami o namestitvi.
Če je bila namestitev uspešna, odprite Inkscape, pojdite v meni Datoteka in kliknite »Lastnosti dokumenta«. Najprej spremenite dimenzije iz px v mm. Zmanjšajte tudi širino in višino na 90 mm. Zdaj zaprite to okno. Kot risalno območje se prikaže kvadrat. To je področje, ki ga bomo uporabili za pisanje besedila.
Zdaj v levi stranski vrstici kliknite zavihek za ustvarjanje in urejanje besedilnih predmetov. Vnesite besedilo " HELLO WORLD " in ga postavite v zgornji desni kot kvadrata, kot je prikazano spodaj.
Kliknite besedilo in izberite želeno vrsto sloga pisave. Kliknite Uporabi in zapri.
Zdaj kliknite pot in izberite " objekt na pot "
Vaše besedilo je zdaj pripravljeno za shranjevanje kot G-KODA. Kliknite datoteko -> shrani kot in nato vnesite ime datoteke kot "hello world"
Spremenite vrsto datoteke v "MakerBot Unicon G-Code", kot je prikazano na spodnji sliki. To se bo prikazalo le, če je bila namestitev dodatka uspešna. Na koncu kliknite na shrani in v pojavnem oknu kliknite ok.
Ustvarili ste G-kodo, ki jo je mogoče načrtovati po prejšnjih postopkih.
Krmilnik GRBL:
Ko vam je uspelo z uporabo Inkscape ustvariti kodo G, boste morda morali videti kodo G, da zagotovite, da je v mejah risanja.
Omejitve risanja so določene v Arduino CNC CODE v spodnjih vrsticah:
Slika, prikazana zgoraj v krmilniku GRBL, ne sme preseči meje, kot je prikazana v zgornji kodi CNC Arduino. Če preseže to mejo, na primer proti negativni strani osi x, ta del na negativni strani ne bo vrisan.
V tem primeru se vrednosti x in y gibljejo od 0 mm do 40 mm.
Ker uporabljam dele tiskalnika, ki lahko narišejo večjo površino, spremenim največje vrednosti z 40 mm na 60 mm.
Kadar koli ustvarite kodo G z uporabo Inkscape, jo lahko najprej odprete v programu GRBL in preverite, ali je v teh mejah. Če ni znotraj, morate spremeniti velikost slike v Inkscapeu, dokler ni znotraj vaših omejitev.
To je torej najcenejša in najpreprostejša metoda za izdelavo CNC ploterja z uporabo arduino uno doma. Preizkusite in nam v komentarjih sporočite tudi spodnji video.