- Zostavenie Arduino CNC stroja:
- Čo potrebuješ:
- Základňa pre CNC plotrovací stroj:
- Montáž osí X, Y a Z:
- Kresliaca plošina pre CNC stroj:
- Zapojenie a obvod CNC stroja:
- Arduino CNC strojový kód a testovanie:
- Ako vygenerovať vlastný G-kód:
- Ovládač GRBL:
CNC stroje sú počítačové numerické riadiace stroje, ktoré sa používajú na kreslenie čohokoľvek alebo na navrhovanie akýchkoľvek mechanických častí podľa návrhového programu privádzaného do ich riadiacej jednotky. Ovládacou jednotkou môže byť počítač alebo mikrokontrolér. CNC stroje majú krokové a servomotory na vykreslenie konštrukcie podľa privádzaného programu.
Po výskume na CNC strojoch som sa rozhodol postaviť si vlastný CNC stroj z lokálne dostupných materiálov. Na svete existuje veľa CNC strojov, z ktorých niektoré sú oveľa technickejšie a zložitejšie na ich správnu alebo dokonca správnu prevádzku. Z tohto dôvodu som sa rozhodol vyrobiť jednoduchý CNC plotrový stroj založený na Arduine, ktorý je zďaleka najjednoduchší na výrobu. Môžete ho tiež použiť ako stroj na kreslenie CNC Arduino s malými úpravami.
Tento DIY stroj Arduino CNC dokáže kresliť väčšinu základných tvarov, textov a dokonca aj karikatúr. Je to prevádzka podobná spôsobu, akým píše ľudská ruka. Je to rýchlejšie a presnejšie v porovnaní so spôsobom, akým ľudská bytosť dokáže písať alebo kresliť. Skontrolujte ukážkové video na konci tohto tutoriálu.
Zostavenie Arduino CNC stroja:
Na fungovanie CNC vykresľovacieho stroja sú potrebné 3 osi (os x, os y a os z). Os x a os y pracujú súbežne a vytvárajú 2D obraz na obyčajnom papieri. Tieto x a y osi sú umiestnené o 90 stupňov navzájom tak, že akýkoľvek bod na hladkej ploche je definovaný danou hodnotou x a y. Na os Z sa zdvihne a sklopí pero na obyčajný papier.
V závislosti od obrázku, ktorý sa má nakresliť, počítač vygeneruje príslušné súradnice a odošle ich do mikrokontroléra cez port USB. Mikrokontrolér tieto súradnice interpretuje a potom riadi polohy motorov, aby vytvoril obraz. Tu sme použili Arduino ako mikrokontrolér na výrobu tohto CNC stroja. Trojosové pohyby zaisťujú krokové motory, ktoré budú riadené doskou Arduino. Ak ste v tejto oblasti nováčikom, môžete zistiť, ako prepojiť krokový motor s Arduinom.
Začnime teda postupne budovať naše Arduino CNC zariadenie.
Čo potrebuješ:
Poznámka: Môj dizajn sa v hardvéri dosť líši, čo sa týka veľkosti a použitých materiálov. Nepodarilo sa mi nájsť staré jednotky DVD, takže som sa rozhodol pre časti tlačiarne. Nech použijete čokoľvek, uistite sa, že má krokový motor.
Hardvérová požiadavka:
- Hliníkový plech (710 mm x 710 mm)
- Stará tlačiareň HP / Epson. Môžete použiť staré počítačové DVD mechaniky
- Skrutky a matice
- Plexisklové sklo
- Arduino UNO
- Štít vodiča L293D alebo štít Arduino CNC
- Mini servomotor
- Pero
Zloženie: 100% bavlna.
Nástroje:
- Skrutkovač
- Vŕtačka
- Rezný nástroj (píla na kov)
- Lepidlo
- Lavičkové zariadenie
Softvér:
Pre efektívnu prevádzku tohto stroja sa používajú nasledujúce softvéry. Prejdite na rôzne webové stránky a stiahnite si ich.
- Arduino IDE verzie 1.6.6 alebo novšie verzie odtiaľto
- Spracovanie IDE verzie 3.1.1 alebo novšej verzie odtiaľto
- Inkscape verzia 0.48.5. Stiahnite si ho odtiaľto.
- Ovládač Grbl (voliteľný)
Základňa pre CNC plotrovací stroj:
Hlavným telom tohto zariadenia je základňa, ktorá podporuje všetky hlavné časti stroja dohromady, aby bol stroj pevný a zároveň prenosný. V tomto dizajne použijeme na konštrukciu základne hliník, pretože je ľahký, ľahko sa ohýba a strihá a navyše dáva dobrý lesklý vzhľad, pretože nehrdzavie.
Dizajn a rozmery môjho základne je uvedený nižšie:
Poznámka: Všetky rozmery sú v milimetroch.
Po všetkých ohyboch a rezoch sa mi podarilo vytvoriť veľmi pevný základ, ako je to znázornené nižšie:
Montáž osí X, Y a Z:
Na výrobu osí x a y sa používajú dve kolísky tlačiarne. Každá z týchto častí obsahuje krokový motor a mechanizmus remeňového pohonu, ktorý sa zvyčajne používa na pohyb patróny tam a späť.
Pre os z je pripevnený mini servomotor na osi y pomocou lepidla. Tento servomotor slúži na pohyb pera hore a dole. Mal by byť skonštruovaný dobrý podporný mechanizmus, ktorý umožní voľný pohyb pera hore a dole.
Kresliaca plošina pre CNC stroj:
Vzhľadom na obrovskú veľkosť tohto zariadenia je zariadenie schopné kresliť na papier veľkosti A5. Preto zo skla Perspex vystrihneme plošinu veľkosti A5 (148 mm x 210 mm) a potom ju pomocou lepidla prilepíme na pohyblivú časť v osi x.
Zapojenie a obvod CNC stroja:
Vložte štít vodiča L293D na dosku Arduino UNO. Tento štít môže poháňať dva krokové motory súčasne a dva servomotory. Pripojte dva krokové motory, ako je to znázornené nižšie. Uzemnenie by malo zostať nezapojené, pretože motory sú bipolárne. Toto bude fungovať ako náš CNC radič Arduino pre náš ploterový stroj.
Pripojte tiež mini servomotor k servo1. Pripojte napájací zdroj 7,5 V - 9 V k napájaciemu portu štítu vodiča motora. Stroj je teraz pripravený na testovanie.
Arduino CNC strojový kód a testovanie:
Najskôr musíme vyskúšať krokové motory a zistiť, či sú pripojené správne.
Pretože používame štít vodiča motora L293D, musíme si odtiaľto stiahnuť knižnicu AFmotor. Potom ho pridajte do priečinka knižnice Arduino IDE. Premenujte ho na AFMotor . Ak bolo Arduino IDE otvorené, zatvorte ho a znova ho otvorte a kliknite na súbor -> príklady -> Knižnica štítu motorov Adafruit -> krokovač . Uistite sa, že ste vybrali správny port a dosku v nástrojoch a potom nahrajte kód na dosku Arduino. Niektoré pohyby by ste mali pozorovať na krokovom motore.
Ak chcete otestovať motor dva, v nasledujúcom riadku zmeňte port motora z 2 na 1 a potom znova nahrajte kód.
#include // Pripojte krokový motor so 48 krokmi na otáčku (7,5 stupňa) // k portu motora # 2 (M3 a M4) AF_Stepper motor (48, 2);
Arduino kód pre CNC stroj:
Akonáhle krokové motory správne reagujú, skopírujte Arduino kód pre CNC stroj z časti Kód nižšie a nahrajte ho na dosku Arduino. Kód si môžete stiahnuť z nižšie uvedeného odkazu.
Arduino stiahnutie CNC kódu
G-kód pre CNC stroj:
G - CODE je jazyk, v ktorom hovoríme počítačovým strojom (CNC), aby niečo robili. Je to v podstate súbor, ktorý obsahuje súradnice X, Y a Z.
Napríklad:
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
Napísať G-kód len pre jednoduchý štvorec môže byť skutočne náročné, ale našťastie máme softvér, ktorý nám pomôže vygenerovať G-kód. Tento softvér sa nazýva „ Inkscape “. Stiahnite si ho tu.
Svoj vlastný G-kód si môžete vygenerovať pomocou Inkscape, čo sme vysvetlili v nasledujúcej časti, alebo môžete použiť ľahko dostupné G-kódy na internete.
Predtým, ako vám ukážem, ako generovať G-kódy pomocou Inkscape, poďme diskutovať o tom, ako posielať tieto G-kódy do Arduina. Softvér, ktorý nám umožní odosielať G-kódy do Arduina, sa volá Processing.
Spracovanie IDE na nahranie G-kódu:
Táto platforma nám pomôže poslať G-kódy na dosku Arduino. Ak to chcete urobiť, budete si musieť stiahnuť súbor GCTRL.PDE.
Stiahnite si súbor GCTRL.pde odtiaľto a otvorte ho pomocou Processing IDE
Po otvorení v IDE spracovania kliknite na príkaz Spustiť. Zobrazí sa okno so všetkými pokynmi. Stlačte kláves p na klávesnici. Systém vás požiada o výber portu. Vyberte teda port, na ktorom je pripojená vaša doska Arduino. Ja môj prípad je to port 6.
Teraz stlačte g a vyhľadajte priečinok, do ktorého ste uložili svoj G-KÓD. Vyberte správny G-CODE a stlačte kláves Enter. Ak bolo všetko pripojené správne, mali by ste vidieť, že vaše zariadenie začína kresliť na papier.
Ak chcete proces ukončiť, stlačte iba x a zariadenie zastaví všetko, čo robilo.
Ako vygenerovať vlastný G-kód:
Spomenuli sme, že Inkscape je softvér, ktorý použijeme na generovanie našich G-CODES. V tomto príklade vytvoríme jednoduchý text (HELLO WORLD), ako je uvedené nižšie.
Poznámka : Inkscape nemá zabudovaný spôsob ukladania súborov ako G-CODE . Preto musíte nainštalovať doplnok, ktorý umožňuje export obrázkov do súborov G-CODE. Stiahnite si tento doplnok MakerBot Unicorn odtiaľto s poznámkami k inštalácii.
Ak bola inštalácia úspešná, otvorte Inkscape, choďte do ponuky Súbor a kliknite na „Vlastnosti dokumentu“. Najskôr zmeňte rozmery z px na mm. Zmenšite tiež šírku a výšku na 90 mm. Teraz zatvorte toto okno. Ako oblasť kreslenia sa zobrazí štvorec. Toto je oblasť, ktorú použijeme na napísanie nášho textu.
Teraz na ľavej bočnej lište kliknite na kartu vytvárať a upravovať textový objekt. Zadajte text „ HELLO WORLD “ a umiestnite ho do pravého horného rohu štvorca, ako je znázornené nižšie.
Kliknite na text a vyberte požadovaný štýl písma. Kliknite na tlačidlo Použiť a zatvorte.
Teraz kliknite na cestu a vyberte „ objekt na cestu “
Váš text je teraz pripravený na uloženie ako G-CODE. Kliknite na súbor -> uložiť ako a potom zadajte názov súboru ako „ahoj svet“
Zmeňte typ súboru na „MakerBot Unicon G-Code“, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku. Toto sa zobrazí, iba ak bola inštalácia doplnku úspešná. Nakoniec kliknite na uložiť a vo vyskakovacom okne kliknite na ok.
Vytvorili ste G-kód, ktorý je možné vykresliť pomocou predchádzajúcich postupov.
Ovládač GRBL:
Keď sa vám podarí vygenerovať G-kód pomocou Inkscape, bude možno potrebné G-kód zobraziť, aby ste sa ubezpečili, že je v medziach čerpania.
Na výkrese limity sú stanovené v Arduino CNC kódom v riadkoch sú uvedené nižšie:
Obrázok, ktorý je zobrazený vyššie v ovládači GRBL, by nemal presahovať tieto limity, ako je uvedené v kóde CNC Arduino vyššie. Ak ide nad túto hranicu, napríklad smerom k zápornej strane osi x, nebude sa táto časť na zápornej strane vykresľovať.
V tomto príklade sú hodnoty xay v rozmedzí od 0 mm do 40 mm.
Pretože používam časti tlačiarne, ktoré dokážu vykresliť na väčšiu plochu, zmením maximálne hodnoty zo 40 mm na 60 mm.
Kedykoľvek generujete G-kód pomocou Inkscape, môžete ho najskôr otvoriť v programe GRBL a zistiť, či je v rámci týchto limitov. Ak nie je v rámci, musíte zmeniť veľkosť obrázka v Inkscape, kým nebude v rámci vašich možností.
Toto je teda lacná a najjednoduchšia metóda na zostavenie stroja s CNC plotrom pomocou arduino uno doma. Vyskúšajte to a dajte nám vedieť v komentároch. Skontrolujte tiež video uvedené nižšie.