Arduino CNC պլոտատոր (Գծագրական մեքենա). 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ողջույն տղերք! Հուսով եմ, որ դուք արդեն վայելել եք իմ նախկին ուսանելի «Ինչպես պատրաստել ձեր սեփական Arduino ուսուցման հարթակը» և պատրաստ եք նորին, ինչպես միշտ, այս ձեռնարկը պատրաստեցի ձեզ քայլ առ քայլ առաջնորդելու համար ՝ այսպիսի զարմանահրաշ ցածր գնով էլեկտրոնային նախագծեր կատարելիս: որը «CNC գծանկարիչ մեքենա» է, որը հայտնի է նաև որպես «CNC նկարչություն» կամ պարզապես «Arduino CNC մեքենա»: ^_^

Համացանցում ես գտա բազմաթիվ ձեռնարկներ, որոնք բացատրում են, թե ինչպես պատրաստել CNC Plotter, բայց տեղեկատվության պակասի պատճառով մի փոքր դժվար էր նման մեքենա պատրաստել, դա է պատճառը, որ ես որոշեցի սկսել այս ուսանելիը, որտեղ ես ձեզ ցույց կտամ մանրամասն, թե ինչպես հեշտությամբ պատրաստել ձեր սեփական նկարչական մեքենան:

Այս նախագիծը այնքան հարմար է կատարել հատուկ ՝ անհատականացված PCB- ն ստանալուց հետո, որը մենք պատվիրել ենք JLCPCB- ից

մեր մեքենայի տեսքը բարելավելու համար, ինչպես նաև այս ուղեցույցում կան բավարար փաստաթղթեր և ծածկագրեր, որոնք թույլ են տալիս հեշտությամբ ստեղծել ձեր մեքենան: Մենք այս նախագիծը կազմել ենք ընդամենը 5 օրվա ընթացքում, ընդամենը երեք օրում `ձեռք բերելու համար անհրաժեշտ բոլոր մասերը և ավարտելու սարքավորումների պատրաստումն ու հավաքումը, այնուհետև 2 օր` ծածկագիրը պատրաստելու և որոշ ճշգրտումներ սկսելու համար: Սկսելուց առաջ նախ տեսնենք

Այն, ինչ դուք կսովորեք այս ուսանելիից

1. Ձեր ծրագրի համար սարքավորման ճիշտ ընտրություն կատարելը `կախված դրա գործառույթներից
2. Պատրաստեք սխեմայի սխեման `բոլոր ընտրված բաղադրիչները միացնելու համար
3. Հավաքեք նախագծի բոլոր մասերը (մեխանիկական և էլեկտրոնային հավաքում)
4. Մեքենայի հաշվեկշռի մասշտաբավորում
5. Սկսեք շահարկել համակարգը

Քայլ 1. Ինչ է պլոտերային մեքենան

Քանի որ ես սա ուսանելի եմ դարձրել սկսնակների համար, նախ պետք է մանրամասն բացատրեմ, թե որն է նկարչական մեքենան և ինչպես է այն աշխատում:

Ինչպես սահմանված է վիքիպեդիայում, CNC- ը նշանակում է Համակարգչային թվային հսկողություն, մեքենա, որը համակարգչով կառավարվող կառույց է, որը հրահանգներ է ստանում համակարգչից ուղարկված սերիական պորտի միջոցով և տեղաշարժում է դրա գործարկիչները ՝ կախված ստացված ցուցումներից: Այս մեքենաների մեծամասնությունը հետընթաց շարժիչների վրա հիմնված մեքենաներ են, որը ներառում է սլաքային շարժիչներ թեմայի առանցքում:

Մեկ այլ բառ `նշված« առանցքի »մասին, այո, յուրաքանչյուր CNC մեքենա ունի որոշակի քանակությամբ առանցքներ, որոնք վերահսկվելու են համակարգչային ծրագրով:

Մեր դեպքում CNC գծանկարիչը, որը մենք պատրաստել ենք, երկակի առանցքի մեքենա է ՝ «մանրամասները նկարում 1» -ում, որն իր առանցքում ունի փոքր սլաքային շարժիչներ «stepper in picture 2»: պլանավորել նկարչական դիզայն ստեղծել գծագրական գրիչի միջոցով: Գրիչը կպահվի և կթողարկվի `օգտագործելով մեր կառույցի երրորդ շարժիչը, որը կլինի սերվո շարժիչ:

Քայլ 2. Stepper Motor- ը հիմնական շարժիչն է

Կտրուկ շարժիչ կամ քայլ շարժիչ կամ քայլող շարժիչ առանց խոզանակի էլեկտրական շարժիչ է, որը ամբողջական պտույտը բաժանում է մի շարք հավասար աստիճանների: Շարժիչի դիրքը կարող է հրամայվել շարժվել և պահել այս քայլերից մեկում ՝ առանց որևէ դիրքորոշման սենսորի հետադարձ կապի (բաց օղակի վերահսկիչ), քանի դեռ շարժիչը խնամքով չափված է ոլորող մոմենտի և արագության կիրառման համար:, որտեղից կարելի է ձեռք բերել մեր նախագծի սղոցային շարժիչները, դյուրին, պարզապես վերցրու հին DVD ընթերցողը, ինչպես վերևում ՝ նկար 1 -ում: stepper շարժիչը և դրա աջակցությունը, քանի որ ցույց է տալիս 3 -րդ նկարը, մեզ հարկավոր կլինի դրանցից երկուսը:

Երբ ձեր շարժիչները ձեռք եք բերում DVD ընթերցողից, դրանք պետք է պատրաստ դարձնեք շահագործման ՝ նույնականացնելով շարժիչների գալարների ծայրերը: Յուրաքանչյուր սլաքային շարժիչ ունի երկու կծիկ, և բազմիմետրի միջոցով կարող եք որոշել կծիկի ծայրերը ՝ չափելով շարժիչի կապիչների միացման միջև դիմադրությունը «ինչպես ցույց է տրված նկար 5», և յուրաքանչյուր կծիկի համար այն պետք է չափվի մոտ 10 Օմ: Շարժիչի ոլորունները նույնականացնելուց հետո պարզապես կպցրեք մի քանի լարեր, որոնց միջոցով շարժիչը կառավարեք «տես նկար 6»

Քայլ 3: Շղթայի դիագրամ

Մեր մեքենայի սիրտը arduino Nano Dev տախտակն է, որը կվերահսկի յուրաքանչյուր շարժիչի շարժումը ՝ կախված համակարգչից ստացված ցուցումից, որպեսզի այս սլաքային շարժիչները կառավարելու համար մեզ անհրաժեշտ է սլաքի շարժիչ ՝ յուրաքանչյուր շարժիչի արագությունն ու ուղղությունը վերահսկելու համար:.

Մեր դեպքում մենք կօգտագործենք L293D H կամուրջի շարժիչ «տես նկար 3» -ը, որը կստանա arduino- ից ուղարկված շարժիչային հրամանը `իր մուտքերի միջոցով և վերահսկելու է սլաքային շարժիչները` ելքերի միջոցով:

Բոլոր անհրաժեշտ մասերը մեր Arduino տախտակի հետ միացնելու համար ես կազմել եմ սխեմա, որը ցույց է տալիս նկար 1 -ը, որտեղ դուք պետք է հետևեք նույն միացմանը թե՛ սլաքային շարժիչների և թե՛ սերվո շարժիչի համար:

Նկար 2 -ը սխեմատիկորեն բացատրում է սխեմայի սխեման և այն, թե ինչպես պետք է դրանք լինեն Arduino- ի և մյուս բաղադրիչների միջև կապերը, անշուշտ, դուք կարող եք դրանք կարգավորել ՝ կախված ձեր կարիքներից:

Քայլ 4: PCB- ի պատրաստում (արտադրվում է JLCPCB- ի կողմից)

JLCPCB- ի մասին

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Չինաստանում PCB- ի նախատիպերի խոշորագույն ձեռնարկությունն է և բարձր տեխնոլոգիական արտադրող, որը մասնագիտացած է արագ PCB նախատիպի և փոքր խմբաքանակի PCB- ի արտադրության մեջ: PCB- ի արտադրության ավելի քան 10 տարվա փորձով, JLCPCB- ն ունի ավելի քան 200 000 հաճախորդ `տանը և արտերկրում, օրական ավելի քան 8,000 000 PCB նախատիպերի առցանց պատվերներով և փոքր քանակությամբ PCB արտադրությամբ: Տարեկան արտադրական հզորությունը 200, 000 քառ. տարբեր 1-շերտ, 2-շերտ կամ բազմաշերտ PCB- ների համար: JLC- ն մասնագիտացված PCB արտադրող է, որը առանձնանում է լայնածավալ, լավ սարքավորումներով, խիստ կառավարմամբ և բարձրակարգ որակով:

Խոսող էլեկտրոնիկա

Շրջանակային դիագրամը կազմելուց հետո այն վերածեցի PCB- ի դիզայնի `այն արտադրելու համար" տե՛ս նկար 5, 6, 7, 8 ", PCB արտադրելու համար ես JLCPCB- ն ընտրել եմ PCB- ի լավագույն մատակարարներին և PCB- ի ամենաէժան մատակարարներին` պատվիրելու համար: շրջան. նրանց հետ հուսալի հարթակ, այն ամենը, ինչ պետք է անեմ, մի քանի պարզ կտտոցներ են `գերբեր ֆայլը վերբեռնելու և որոշ պարամետրեր սահմանելու համար, ինչպիսիք են PCB- ի գույնը և քանակը, այնուհետև ես վճարել եմ ընդամենը 2 դոլար` հինգ օր հետո իմ PCB- ն ստանալու համար: Ինչպես ցույց է տալիս հարակից սխեմատիկայի «նկար 1, 2, 3, 4» -ը:

Առնչվող ֆայլերի ներբեռնում

Circuit (PDF) ֆայլը կարող եք ստանալ այստեղից: Ինչպես տեսնում եք վերևի նկարներում, PCB- ն շատ լավ արտադրված է, և ես ունեմ նույն PCB դիզայնը, որը մենք պատրաստել ենք մեր հիմնական տախտակի համար, և բոլոր պիտակներն ու լոգոներն այնտեղ են, որոնք ինձ առաջնորդելու են զոդման քայլերի ընթացքում: Դուք կարող եք նաև ներբեռնել Gerber ֆայլը այս սխեմայի համար այստեղից այն դեպքում, եթե ցանկանում եք պատվեր կատարել նույն սխեմայի նախագծման համար:

Քայլ 5. Նախագծեք աջակցություն ձեր մեքենայի համար:

Մեր մեքենայի համար ավելի լավ տեսք հաղորդելու համար ես որոշեցի նախագծել այս երեք մասերը «տե՛ս նկար 1» ՝ օգտագործելով Solidworks ծրագրակազմը, այս մասերը կօգնեն մեզ միասին հավաքել DVD ընթերցողները, ես ունեմ այս մասերի DXF ֆայլերը և FabLab Tunisia- ի ընկերներիս օգնությամբ ես ստացել եմ նախագծված մասերի արտադրություն ՝ օգտագործելով CNC լազերային կտրող մեքենա, այս մասերը արտադրելու համար մենք օգտագործել ենք 5 մմ MDF փայտանյութ: Եվս մեկ դիզայներ, որը գծագրիչն է, ես այն ստացել եմ 3D տպագրության միջոցով: Եվ դուք կարող եք ներբեռնել բոլոր հարակից ֆայլերը ստորև բերված հղումներից:

Քայլ 6: Բաղադրությունը

Այժմ եկեք վերանայենք այն անհրաժեշտ բաղադրիչները, որոնք մեզ պետք են այս նախագծի համար, ես օգտագործում եմ Arduino Nano- ն, ինչպես նշվեց վերևում, դա կլինի մեր մեքենայի սիրտը: Projectրագիրը ներառում է նաև երկու տիպի շարժիչ `իրենց հետ IC և վարորդական շարժիչով: Ստորև կգտնեք մի քանի առաջարկվող amazon հղումներ համապատասխան իրերի համար

Այսպիսի նախագծեր ստեղծելու համար մեզ անհրաժեշտ են.

• PCB, որը մենք պատվիրել ենք JLCPCB- ից
• Արդուինո նանո ՝
• 2 x L293D H կամրջի վարորդ ՝
• 2 x IC վարդակներ DIP 16 փին ՝
• 1 x IC վարդակից DIP ՝
• SIL և Պտուտակային վերնագրի միակցիչներ ՝
• 1 x servo շարժիչ SG90 ՝
• 2 x DVD ընթերցողներ.
• 3D տպագիր մասեր
• Լազերային կտրված մասեր
• Որոշ պտուտակ հավաքման համար
• Գրիչը, որը մենք նվեր ենք ստացել JLCPCB- ից կամ ցանկացած այլ գծագրիչից

Քայլ 7: Էլեկտրոնային հավաքում և փորձարկում

Այժմ մենք անցնում ենք բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչների եռակցման հավաքույթին: Ինչպես միշտ, մետաքսի վերին շերտի վրա կգտնեք յուրաքանչյուր բաղադրիչի պիտակ, որը ցույց է տալիս դրա տեղադրումը տախտակի վրա, և այս կերպ դուք 100% -ով վստահ կլինեք, որ զոդման սխալներ չեք անի:

Կատարեք որոշ թեստեր

Էլեկտրոնային բաղադրիչները «տե՛ս նկար 1» զոդելուց հետո ես DVD ընթերցողը պտուտակեցի X առանցքի ափսեի վրա և նույնը արեցի հիմնական տախտակի համար, քան շարժիչի լարերը տեղադրեցի դրանց մեջ պտուտակավոր վերնագիր, որպեսզի պարզ փորձարկումներ կատարեմ `օգտագործելով հետընթաց շարժիչի փորձարկում: ծածկագիր «տես նկար 2»: Ինչպես տեսնում եք, քայլողը լավ է շարժվում, և մենք ճիշտ ուղու վրա ենք:

/********************************************** *********************************************** *********************************************** ******************** - Հեղինակ ՝ ԲԵԼԽԻՐ Մոհամեդ** - Մասնագիտություն ՝ (Էլեկտրամշակող) MEGA DAS սեփականատեր** - Հիմնական նպատակը ՝ արդյունաբերական հայտ** - Հեղինակային իրավունք (գ) տիրապետող *********************************************** *********************************************** ***************************************** / / ** ********************************* ՆՇՈՒՄ **************** ********************* // // Վերաբաշխումը և օգտագործումը սկզբնաղբյուր և երկուական ձևերում ՝ // կամ փոփոխությամբ կամ առանց դրա, թույլատրվում է, եթե պահպանվեն հետևյալ պայմանները:

// * Աղբյուրի վերաբաշխումները պետք է պահպանեն հեղինակային իրավունքի վերը նշված ծանուցումը, սա

// պայմանների ցանկ և հետևյալ հերքում:

// * Երկուական տեսքով վերաբաշխումները պետք է վերարտադրեն հեղինակային իրավունքի վերը նշված ծանուցումը, // պայմանների այս ցուցակը և հետևյալ հերքումը փաստաթղթերում // և/կամ բաշխմանը տրամադրված այլ նյութեր:

// ԱՅՍ FԱՌԱՅՈԹՅՈՆԸ ՏՐԱՄԱԴՐՈՄ ԵՆ ԻՆՉՊԵՍ ՀԵPԱՍՏԱՆԻ ԻՐԱՎՈՆՔՆԵՐԻ ԵՎ ՆԱՄԱԿԱՐԳԻՉՆԵՐԻ

// Ո AND YԱՆԿԱԱ OR ԿԱՄ ԱՐՏԱԴՐՈԹՅՈՆ ԵՐԱՇԽԻՔՆԵՐԸ, ներառյալ, բայց չսահմանափակված են առևտրայնության և համապատասխանության երաշխիքները

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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

*/

#ներառել // Ներառել stepper Motor librarie const int stepPerRotation = 20; // Քայլերի քանակը հերթով: CD/DVD- ի համար ստանդարտ արժեք // Նշեք X առանցքի սլաքի շարժիչը Pins Stepper myStepperX (stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); void setup () {myStepperX.setSpeed (100); // Stepper շարժիչի արագություն myStepperX.step (100); ուշացում (1000); myStepperX.step (-100); ուշացում (1000); } void loop () {}

Քայլ 8. Մեխանիկական մասերի հավաքում

Մենք շարունակում ենք մեր կառույցի հավաքումը `պտտելով երկրորդ սլաքի շարժիչը Y առանցքի ափսեի վրա (տես նկար 1): Y առանցքը պատրաստելուց հետո դուք կունենաք երկու առանցքը պատրաստ երկակի առանցքի հատակագիծ ստեղծելու համար, որի մասին մենք խոսեցինք դրա մասին «տես նկար 2» առաջին քայլում: այն, ինչ ձեզ հարկավոր է անել, երկու առանցքը 90 ° -ում դնելն է «տես նկար 3»:

Գրիչ պահողի պատրաստում

Մենք գրիչին պատրաստում ենք ՝ փոքր կացին դնելով աղբյուրի մեջ, որպեսզի պահի 3D տպված գրիչի պահիչը, այնուհետև մենք պտուտակում ենք սերվո շարժիչը դեպի այն տեղը (տես նկ. 4), գրիչի բռնակն արդեն պատրաստ է, այնպես որ այն կպչում ենք կառքի սայլակին: Y առանցք օգտագործելով տաք սոսինձ կամ որևէ այլ միջոց, որպեսզի այն կարողանա սահել Y առանցքի վրա ՝ քայլող շարժիչային քայլերից հետո «տես նկար 5», այնուհետև մենք մեր ակտիվ թիթեղը կպցնում ենք X առանցքի փոխադրմանը «տես նկար 6», և մենք ավարտում ենք շարժիչների լարերը պտուտակելով տախտակի վրա դրանց միակցիչների վրա: Որոշակի պայմանավորվածությունից հետո մենք պատրաստ ենք մեր մեխանիկական դիզայնը `« տես նկար 7 »գործողության համար:

Քայլ 9: Softwareրագրային ապահովման մաս

Անցնելով ծրագրային ապահովման ծրագրին ՝ մենք երեք ծրագրակազմ կհամախմբենք մեքենան կենդանի դարձնելու համար, ես առաջին նկարում կազմել եմ կարճ նկարագրություն, մենք կդարձնենք մեր դիզայնը ՝ օգտագործելով Inkscape ծրագիրը, որը արտադրում է gcode ֆայլ, որն անհրաժեշտ է մեր մեքենայի համար և gcode- ի հրահանգները հասկանալու համար մեքենան պետք է ունենա իր սեփական կոդը, որը մենք կբեռնենք Arduino IDE ծրագրային ապահովման միջոցով, վերջին մասն այն է, թե ինչպես կարելի է մեքենայի կոդը կապել gcode ֆայլին, դա կատարվում է ծրագրային մշակման միջոցով:

Առաջին քայլը վերբեռնել է arduino տախտակի բանալին, որը կարող եք ներբեռնել ստորև բերված հղումից և մի մոռացեք թարմացնել stepper շարժիչների քորոցը ՝ ըստ ձեր շիկեմատիկային:

Նշում. Եթե դուք օգտագործում եք նույն սխեմատիկ պատկերը, ինչ մերն է, ապա ծածկագիրը լավ կաշխատի և դրա մեջ որևէ բան փոխելու կարիք չկա:

«Inkscape» Gcode- ի պատրաստում

Այնուհետև մենք անցնում ենք Inkscape- ին և կարգավորում ենք որոշ պարամետրեր ՝ «տես նկար 1», ինչպես թղթե շրջանակներն ու միավորները «տես նկար 2», մենք պատրաստում ենք մեր դիզայնը և պահում այն MakerBat unicon ձևաչափով ՝ «տես նկար 5, 6», եթե այս ձևաչափն է Inkscape- ի ձեր տարբերակում առկա չէ, այն ունենալու համար կարող եք տեղադրել հավելում, կտտացնելուց հետո (պահպանել) Gcode ֆայլի պարամետրերի ճշգրտումների համար կհայտնվի նոր պատուհան, այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է անել, նույն ճշգրտումն է, ինչ մերն ու ամեն ինչ լավ կլինի, պարզապես հետևեք «նկար 7, 8, 9» -ին, ապա այս պարամետրերն այս կերպ սահմանեք և կունենաք ձեր gCode ֆայլը:

Նշում. Դուք չեք կարող Gcode ֆայլը պահել անհրաժեշտ ձևաչափի ներքո, եթե օգտագործում եք Inkscape տարբերակ 0.48.5 -ից բարձր տարբերակ:

Մեքենան կապելով Gcode ֆայլին «Մշակում 3»

Անցնելով մշակման ծրագրակազմին ՝ այն մի փոքր նման է Arduino IDE- ին «տես նկար 10», այնպես որ դուք պետք է բացեք «CNC ծրագրի» ֆայլը, որը կարող եք ներբեռնել ներքևի հղումից և պարզապես գործարկել այն «տես նկար 11», երկրորդ պատուհան կհայտնվի, դուք պետք է ձեր ստեղնաշարի վրա սեղմեք վերջին p- ն `մեքենայի COM պորտը ընտրելու համար 'տե՛ս նկար 12', և վերջինս g- ով ընտրեք ցանկալի gcode ֆայլը, այն ընտրելուց հետո մեքենան ուղղակիորեն կսկսի նկարել:

Քայլ 10: Թեստ և արդյունքներ

Եվ ահա մենք ժամանակն ենք այստեղ որոշ փորձարկումների համար, երբ Gcode ֆայլը վերբեռնվեց, մեքենան սկսեց նկարել, և ինձ շատ դուր եկավ լուսադիոդային թրթռոցը, որը ցույց է տալիս յուրաքանչյուր քայլող շարժիչին ուղարկված հաջորդականությունները:

Դիզայնը շատ լավ կատարված է, և դուք կարող եք տեսնել, որ տղաները նախագիծը զարմանալի է և հեշտ է պատրաստել նույնպես, Չմոռանաք դիտել մեր նախորդ նախագիծը, որը «ինչպես ստեղծել ձեր սեփական arduino ուսուցման հարթակը»: Եվ բաժանորդագրվեք մեր YouTube ալիքին ավելի հիանալի տեսանյութերի համար:

Մի վերջին բան ՝ համոզվեք, որ ամեն օր զբաղվում եք էլեկտրոնիկայով

MEGA DAS- ից BEE MB- ն էր, կհանդիպենք հաջորդ անգամ