Чертежный станок с ЧПУ Arduino (или путь к успеху): 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Этот проект основан в основном на предметах, которые легко найти. Идея состоит в том, чтобы взять два неиспользуемых компьютерных дисковых устройства и объединить их, чтобы создать автоматизированный чертежный станок, напоминающий станок с ЧПУ.

Детали, используемые вне приводов, включают двигатели и перила от обоих приводов и пластмассовую сборку по крайней мере одного из приводов (включая лоток).

Шаг 1. Требования к путешествию:

Необходимые детали:

1. Arduino uno
2. 1 шаговый двигатель (мы использовали номер модели 28BYJ-48)
3. Моторный щит Adafruit v2
4. Много проводов
5. Два компьютерных лотка для компакт-дисков
6. опционально: некоторые шестерни и рельсы, напечатанные на 3D-принтере
7. Некоторое дерево или конструкционный материал Компьютер

Требуется код Arduino:

Пользовательский код GRBL для работы с моторным щитом Adafruit (Riley_adafruit_cnc_2)

Необходимое компьютерное программное обеспечение:

1. Плоттер IDE Arduino
2. G-кодированные файлы изображений или чертежей (выберите файл в Google).

Необходимые инструменты:

1. Паяльное оборудование
2. Клеевой пистолет и клеевые стержни
3. Правитель
4. Ручка
5. Терпение

Шаг 2: разрушение

Разберите лотки для DVD-дисков, убедившись, что сохранилась структурная целостность хотя бы одного из лотков для DVD-дисков, при этом снимая металлический компонент, который обычно имеет две перила. Процесс установки этих лотков будет отличаться от лотков для разных дисков. Два моторных привода после удаления должны выглядеть так, как показано на рисунке ниже. Обратите внимание, что часть, которая вращает диск, была удалена, так как она не понадобится.

Шаг 3: пайка

После разборки следующий шаг - припаять клеммы к двигателю, как показано на рисунке. Опять же, способ подключения этих клемм к двигателю может отличаться в зависимости от конкретной модели. Как они подключаются к моторному щиту Adafruit, будет обсуждаться позже. Реплицируйте ту же настройку для второго узла двигателя дисковода.

Эти два будут нашими осями Y и Z в процессе рисования.

Шаг 4: могучий поднос

Следующий шаг - заставить работать лоток для диска, который будет осью X. Для этой цели использовался шаговый двигатель, и для сборки потребовались отрезные части лотка для прохождения шестерни. (см. рисунки) В этот момент мы поняли, что у нас отключено передаточное число, и потребовались дальнейшие доработки. В конце мы решили напечатать шестерню с передаточным числом 4: 1, чтобы обеспечить плавность хода и расстояние, необходимое для успешного завершения рисунка без исчерпания места.

Шаг 5: Дело Arduino

Соберите сборку Arduino и установку моторного щита. Для этого шага потребуется немного припайки. Будет сложено два моторных щита Adafruit. Из-за того, как они работают, необходимо припаять мост, чтобы второй Arduino был идентифицирован как таковой. Процесс, стоящий за этим, объясняется здесь:

learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v…

Припаяйте перемычку, как показано ниже, с меткой 1 для верхнего моторного щита Adafruit. Первая плата должна быть (0x60), а верхняя - (0x61). Также обратите внимание на перемычку с меткой 2. Она установлена как на нижнем, так и на верхнем щитках, сообщая платам, что они должны получать питание от Arduino, а не от синих клемм прямо над ним. Вы можете подключить свой собственный источник питания к этим синим клеммам, если обнаружите, что Arduino отсутствует. (Обратите внимание, что при работе трех двигателей у нас есть Arduino, подключенный к компьютеру, а также блок питания 9 В, работающий также с Arduino)

Шаг 6: Испытание огнем

Тестовое задание! Прежде чем собрать все вместе, проверьте свои детали. Нам было особенно сложно найти информацию о том, как подключить шаговые двигатели к Adafruit Motor Shield. Вот полезная диаграмма. Важно отметить, что контакты 1 и 4 (синий и оранжевый) и контакты 2 и 5 (розовый и желтый) являются парами. Иногда их неправильное подключение может означать обратную работу двигателя. Кроме того, красный цвет на этой схеме заземлен, как показано ниже. Если двигатели в сборе с дисками имеют только 4 клеммы, оставьте землю без подключения.

Для управления движением двигателей используйте программное обеспечение, указанное в необходимых инструментах, используя программное обеспечение плоттера по предоставленной ссылке.

Очень простой способ проверить, какие клеммы являются парами, - это проверить с помощью омметра. Вот отличное руководство о том, как найти пары проводов шагового двигателя:

knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?i…

Найдя свои пары, поместите первую в M1, вторую - в M2.

Шаг 7: сборочная линия

После того, как все двигатели будут протестированы, можно приступать к сборке. Первый шаг - создать структуру для удержания осей Y и Z над осью X. Это было сделано с помощью простых вещей, купленных в магазине для хобби. См. Картинку ниже.

Шаг 8: плавание на

Следующим шагом является прикрепление оси Z к сборке оси Y. Это было сделано в основном с помощью горячего клея, хотя, конечно, мы бы сделали это по-другому, с большим количеством времени и инструментов.

Шаг 9: Время хакера

Пришло время программирования Arduino. Первым шагом будет загрузка прикрепленного кода в ваш Arduino. После открытия вашей Arduino IDE и открытия прикрепленной программы все, что вам нужно сделать, это изменить порт на тот, к которому подключен ваш Arduino, и нажать СТРЕЛКУ (или кнопку загрузки), чтобы отправить его.

Шаг 10: успех - это пятерка !?

Хотя этот код основан на исходном коде GRBL, важно отметить, что он был сильно модифицирован для работы с моторными щитами adafruit. Из-за этого в GRBL отсутствует множество функций, которые не работают при вводе в эту настройку. Однако для любого базового построения (то есть рисования) этот код работает отлично. Он может рисовать любой GCODE, отформатированный как G90.

Если вы создали ту же настройку, что и мы, то теперь ваш Arduino будет работать! Если вы сделали другую версию, используя другие двигатели или другие размеры, вам придется изменить файл конфигурации, который был включен в код Arduino.

** ИЗМЕНЯЙТЕ ТОЛЬКО В ФАЙЛ «config.h», ИЗМЕНЕНИЯ В ЛЮБОМ МЕСТЕ В КОДЕ ПРИВЕДЕТ, ЧТО ПРОГРАММА НЕ РАБОТАЕТ **

Оглядываясь назад, мы, вероятно, могли бы использовать сборку лотка в том виде, в котором она была, и усилить часть конструкции, лучше измерить наклон различных осей и просто сделать ее более структурированной в целом. Это изящный проект, который можно масштабировать и применять для других целей.

Если у вас есть базовое представление о том, как работает GRBL и как работают шаговые двигатели по осям X, Y, Z, этот проект становится чрезвычайно масштабируемым, если у вас есть для этого материалы. Мы выбрали такой размер, потому что были ограничены размером лотка для DVD. Однако, если вы решите сделать его с использованием ремней и шаговых двигателей, вы будете ограничены только крутящим моментом шаговых двигателей.