Arduino CNC-Plotter (ZEICHENMASCHINE) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hallo Leute! Ich hoffe, Sie haben meine vorherige Anleitung "Wie man Ihre eigene Arduino-Trainingsplattform erstellt" bereits genossen und Sie sind bereit für eine neue, wie üblich habe ich dieses Tutorial gemacht, um Sie Schritt für Schritt zu führen, während Sie diese Art von super erstaunlichen, kostengünstigen elektronischen Projekten machen Dies ist die "CNC-Plottermaschine", auch bekannt als "CNC-Zeichnung" oder einfach nur "Arduino-CNC-Maschine". ^_^

Ich habe viele Tutorials im Internet gefunden, die erklärt, wie man einen CNC-Plotter herstellt, aber mit dem Mangel an Informationen war es ein bisschen schwierig, eine solche Maschine zu machen, das ist der Grund, warum ich mich entschieden habe, dieses anweisbare zu starten, wo ich es dir zeigen werde im Detail, wie Sie ganz einfach Ihre eigene Zeichenmaschine herstellen können.

Dieses Projekt ist so praktisch, speziell nach dem Erhalt der kundenspezifischen Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben, zu erstellen

um das Erscheinungsbild unserer Maschine zu verbessern und außerdem enthält diese Anleitung genügend Dokumente und Codes, damit Sie Ihre Maschine einfach erstellen können. Wir haben dieses Projekt in nur 5 Tagen gemacht, nur drei Tage, um alle benötigten Teile zu bekommen und die Hardwareherstellung und den Zusammenbau abzuschließen, dann 2 Tage, um den Code vorzubereiten und einige Anpassungen zu starten. Bevor wir anfangen, schauen wir zuerst

Was Sie aus diesem instructable lernen werden:

1. Je nach Funktionalität die richtige Hardwareauswahl für Ihr Projekt treffen
2. Bereiten Sie den Schaltplan vor, um alle ausgewählten Komponenten zu verbinden
3. Montieren Sie alle Projektteile (mechanische und elektronische Montage)
4. Skalierung der Maschinenwaage
5. Beginnen Sie mit der Manipulation des Systems

Schritt 1: Was ist eine Plottermaschine?

Da ich dies für Anfänger anweisbar gemacht habe, sollte ich zuerst im Detail erklären, was die Zeichenmaschine ist und wie sie funktioniert!

Wie in Wikipedia definiert, steht CNC für Computer Numerical Control, eine Maschine, die eine computergesteuerte Struktur ist, die Anweisungen über eine serielle Schnittstelle von einem Computer empfängt und ihre Aktoren in Abhängigkeit von den empfangenen Anweisungen bewegt. Die meisten dieser Maschinen sind auf Schrittmotoren basierende Maschinen, die Schrittmotoren in der Themenachse enthalten.

Ein anderes Wort zu "Achse", ja, jede CNC-Maschine hat eine definierte Anzahl von Achsen, die vom Computerprogramm gesteuert werden.

In unserem Fall ist der CNC-Plotter, den wir hergestellt haben, eine Doppelachsenmaschine "Details in Bild 1", die einen kleinen Schrittmotor in seiner Achse "Schrittmotor in Bild 2" hat. Diese Schrittmotoren bewegen ein aktives Tablett und bewegen es in einer Doppelachse planen, das Zeichnungsdesign mit einem Zeichenstift zu erstellen. Der Stift wird mit einem dritten Motor in unserer Struktur gehalten und freigegeben, der ein Servomotor sein wird.

Schritt 2: Schrittmotor ist der Hauptaktuator

Ein Schrittmotor oder Schrittmotor oder Schrittmotor ist ein bürstenloser Gleichstrom-Elektromotor, der eine volle Umdrehung in eine Anzahl gleicher Schritte aufteilt. Die Position des Motors kann dann befohlen werden, sich in einem dieser Schritte zu bewegen und zu halten, ohne einen Positionssensor für die Rückmeldung (eine Steuerung mit offenem Regelkreis), solange der Motor in Bezug auf Drehmoment und Geschwindigkeit sorgfältig auf die Anwendung ausgelegt ist. Erster Vers, woher man die Schrittmotoren für unser Projekt bekommt, na ja, einfach, schnappen Sie sich einfach einen alten DVD-Reader wie den in Bild 1 oben, ich habe zwei für 2 Dollar, dann musst du ihn nur noch zerlegen, um ihn zu extrahieren den Schrittmotor und seine Unterstützung, wie es Bild 3 zeigt, benötigen wir zwei davon.

Sobald Sie Ihre Motoren vom DVD-Reader erhalten haben, sollten Sie sie einsatzbereit machen, indem Sie die Enden der Motorspulen identifizieren. Jeder Schrittmotor hat zwei Spulen und mit einem Multimeter können Sie die Spulenenden identifizieren, indem Sie den Widerstand zwischen den Motorpins messen "wie in Bild 5 gezeigt" und für jede Spule sollten ungefähr 10 Ohm gemessen werden. Nachdem Sie die Motorspulen identifiziert haben, löten Sie einfach einige Drähte, um den Motor durch sie zu steuern "siehe Bild 6"

Schritt 3: Der Schaltplan

Das Herz unserer Maschine ist ein Arduino Nano Dev Board, das die Bewegung jedes Aktors abhängig von den vom Computer empfangenen Anweisungen steuert. Um diese Schrittmotoren zu steuern, benötigen wir einen Schrittmotortreiber, um die Geschwindigkeit und Richtung jedes Aktors zu steuern.

In unserem Fall verwenden wir einen L293D H-Brückenmotortreiber "siehe Bild 3", der den von Arduino gesendeten Motorbefehl über seine Eingänge empfängt und die Schrittmotoren mit seinen Ausgängen steuert.

Um alle benötigten Teile mit unserer Arduino-Platine zu verbinden, habe ich den Schaltplan erstellt, der Bild 1 zeigt, wo Sie die gleiche Verbindung für beide Schrittmotoren und den Servomotor verfolgen sollten.

Das Bild 2 erklärt im Detail durch einen Schaltplan den Schaltplan und wie es die Verbindungen zwischen dem Arduino und den anderen Komponenten sein sollten, sicher können Sie diese Verbindungen je nach Ihren Bedürfnissen anpassen.

Schritt 4: Die Leiterplattenherstellung (hergestellt von JLCPCB)

Über JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf schnelle Leiterplatten-Prototyp- und Kleinserienfertigung von Leiterplatten spezialisiert hat. Mit über 10 Jahren Erfahrung in der PCB-Herstellung hat JLCPCB mehr als 200.000 Kunden im In- und Ausland mit über 8.000 Online-Bestellungen für PCB-Prototyping und PCB-Produktion in kleinen Stückzahlen pro Tag. Die jährliche Produktionskapazität beträgt 200.000 qm. für verschiedene 1-Layer-, 2-Layer- oder Multilayer-Leiterplatten. JLC ist ein professioneller Leiterplattenhersteller, der sich durch große, gut ausgestattete, strenge Verwaltung und überragende Qualität auszeichnet.

Sprechende Elektronik

Nachdem ich den Schaltplan erstellt habe, habe ich ihn in ein PCB-Design umgewandelt, um es zu produzieren "siehe Bild 5, 6, 7, 8", um die Leiterplatte zu produzieren, habe ich JLCPCB als die besten Leiterplattenlieferanten und die billigsten Leiterplattenanbieter ausgewählt, um meine zu bestellen Schaltkreis. Mit dieser zuverlässigen Plattform brauche ich nur ein paar einfache Klicks, um die Gerber-Datei hochzuladen und einige Parameter wie die Farbe und Menge der Leiterplattendicke einzustellen. Dann habe ich nur 2 Dollar bezahlt, um meine Leiterplatte nach nur fünf Tagen zu erhalten. Wie es "das Bild 1, 2, 3, 4" des zugehörigen Schemas zeigt.

Zugehörige Download-Dateien

Hier können Sie die Circuit-Datei (PDF) herunterladen. Wie Sie in den Bildern oben sehen können, ist die Platine sehr gut verarbeitet und ich habe das gleiche PCB-Design, das wir für unsere Hauptplatine gemacht haben, und alle Etiketten und Logos sind da, um mich während der Lötschritte zu leiten. Sie können hier auch die Gerber-Datei für diese Schaltung herunterladen, falls Sie eine Bestellung für das gleiche Schaltungsdesign aufgeben möchten.

Schritt 5: Entwerfen Sie eine Unterstützung für Ihre Maschine

Um unserer Maschine ein besseres Aussehen zu verleihen, habe ich mich entschieden, diese drei Teile "siehe Bild 1" mit Solidworks-Software zu entwerfen, diese Teile helfen uns beim Zusammenbau der DVD-Reader, ich habe die DXF-Dateien dieser Teile und mit Mit Hilfe meiner Freunde im FabLab Tunesien habe ich die entworfenen Teile mit einer CNC-Laserschneidmaschine produzieren lassen, wir haben ein 5mm MDF-Holzmaterial verwendet, um diese Teile produzieren zu lassen. Ein weiteres Design, das der Zeichenstifthalter ist, habe ich durch ein 3D-Druckverfahren erhalten. Und Sie können alle zugehörigen Dateien von den Links unten herunterladen.

Schritt 6: Zutaten

Sehen wir uns nun die notwendigen Komponenten an, die wir für dieses Projekt benötigen. Ich verwende einen Arduino Nano, wie oben erwähnt, er wird das Herz unserer Maschine sein. Das Projekt umfasst auch zwei Schrittmotoren mit Treiber-ICs und einem Servomotor. Nachfolgend finden Sie einige empfohlene Amazon-Links für die entsprechenden Artikel

Um diese Art von Projekten zu erstellen, benötigen wir:

• Die Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben
• Ein Arduino Nano:
• 2 x L293D H-Brückentreiber:
• 2 x IC-Sockel DIP 16-polig:
• 1 x IC-Sockel DIP:
• SIL- und Schraubsteckverbinder:
• 1 x Servomotor SG90:
• 2 x DVD-Lesegeräte:
• Die 3D-gedruckten Teile
• Die lasergeschnittenen Teile
• Etwas Schraube für die Montage
• Der Stift, den wir von JLCPCB geschenkt bekommen haben, oder ein anderer Zeichenstift

Schritt 7: Elektronische Montage und Test

Kommen wir nun zur Lötmontage aller elektronischen Komponenten. Wie üblich finden Sie auf der obersten Seidenschicht ein Etikett jedes Bauteils, das die Platzierung auf der Platine anzeigt und so sind Sie zu 100% sicher, dass Sie keine Lötfehler machen.

Machen Sie einige Tests

Nach dem Löten der elektronischen Komponenten "siehe Bild 1" schraube ich den DVD-Leser an die X-Achsenplatte und habe das gleiche für die Hauptplatine gemacht, als ich die Motordrähte in den Schraubenkopf gelegt habe, um einen einfachen Test mit einem Schrittmotortest durchzuführen Code "siehe Bild 2". Wie Sie sehen, bewegt sich der Stepper gut und wir sind auf dem richtigen Weg.

/************************************************ ************************************************* ************************************************* ****************** * - Autor: BELKHIR Mohamed * * - Beruf: (Elektroingenieur) MEGA DAS Inhaber * * - Hauptzweck: Industrielle Anwendung * * - Copyright (c) Inhaber: Alle Rechte vorbehalten * * - Lizenz: BSD 2-Clause-Lizenz * * - Datum: 20.04.2017 * * ********************* ************************************************* ************************************************* *********************************************/ /** ********************************* HINWEIS **************** **********************/ // Weitergabe und Verwendung in Quell- und Binärform, mit oder ohne Modifikation // sind zulässig, sofern die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

// * Weiterverbreitungen des Quellcodes müssen den obigen Copyright-Hinweis beibehalten, dies

// Liste der Bedingungen und der folgende Haftungsausschluss.

// * Weiterverbreitungen in binärer Form müssen den obigen Copyright-Hinweis wiedergeben, // diese Liste der Bedingungen und den folgenden Haftungsausschluss in der Dokumentation // und/oder anderen Materialien, die mit der Verteilung bereitgestellt werden.

// DIESE SOFTWARE WIRD VON DEN URHEBERRECHTSINHABERN UND MITARBEITERN "WIE BESEHEN" BEREITGESTELLT

// UND JEDE AUSDRÜCKLICHE ODER STILLSCHWEIGENDE GARANTIE, EINSCHLIESSLICH, ABER NICHT BESCHRÄNKT AUF DIE // STILLSCHWEIGENDE GARANTIE DER MARKTGÄNGIGKEIT UND EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK WERDEN AUSGESCHLOSSEN

/*

─▄▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▄

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*/

#include // Einbeziehen der Schrittmotorbibliothek const int stepPerRotation = 20; // Anzahl der Schritte pro Umdrehung. Standardwert für CD/DVD // X-Achsen-Schrittmotor anzeigen Pins Stepper myStepperX(stepPerRotation, 8, 9, 10, 11); Void setup () { myStepperX.setSpeed (100); // Schrittmotorgeschwindigkeit myStepperX.step (100); Verzögerung (1000); myStepperX.step(-100); Verzögerung (1000); } Leere Schleife () {}

Schritt 8: Montage der mechanischen Teile

Wir setzen die Montage unserer Struktur fort, indem wir den zweiten Schrittmotor an die Y-Achsenplatte schrauben "siehe Bild 1". Sobald Sie die Y-Achse vorbereitet haben, haben Sie beide Achsen bereit, um den Doppelachsenplan zu erstellen, über den wir im ersten Schritt "siehe Bild 2" gesprochen haben. Alles, was Sie tun müssen, ist, die beiden Achsen in einem 90°-Winkel zu platzieren "siehe Bild 3".

Herstellung des Stifthalters

Wir bereiten den Stifthalter vor, indem wir eine kleine Axt in eine Feder stecken, um den 3D-gedruckten Stifthalter zu halten, und dann den Servomotor an seine Position "siehe Bild 4" schrauben, der Stifthalter ist fertig und wir kleben ihn auf den Schlitten des Y-Achse mit etwas Heißkleber oder einem anderen Mittel, um es nach den Schrittmotorschritten "siehe Bild 5" auf der Y-Achse gleiten zu lassen, dann kleben wir unsere aktive Platte auf den Schlitten der X-Achse "siehe Bild 6", und wir beenden mit dem Verschrauben der Motorendrähte mit den Anschlüssen auf der Platine. Nach einiger Absprache haben wir unser mechanisches Design bereit für die Aktion 'siehe Bild 7'.

Schritt 9: Softwareteil

Um zum Software-Teil zu kommen, werden wir drei Softwares kombinieren, um die Maschine zum Leben zu erwecken. Ich habe im ersten Bild eine kurze Beschreibung gemacht Um die gcode-Anweisungen zu verstehen, sollte die Maschine einen eigenen Code haben, den wir mit der Arduino IDE-Software hochladen. Der letzte Teil ist, wie der Code der Maschine mit der gcode-Datei verknüpft wird. Dies wird von der Verarbeitungssoftware durchgeführt.

Der erste Schritt ist das Hochladen der Arduino-Board-Scketch, die Sie über den untenstehenden Link herunterladen können, und vergessen Sie nicht, den Schrittmotor-Pin entsprechend Ihrer Shcematic zu aktualisieren.

Hinweis: Wenn Sie den gleichen Schaltplan wie unseren verwenden, funktioniert der Code einwandfrei und Sie müssen nichts daran ändern.

Vorbereitung des Gcode 'Inkscape'

Dann wechseln wir zu Inkscape und passen einige Parameter an 'siehe Bild 1' wie die Papierrahmen und Einheiten 'siehe Bild 2', wir bereiten unser Design vor und speichern es im MakerBat-Unicon-Format 'siehe Bild 5, 6', wenn dieses Format ist nicht auf Ihrer Inkscape-Version verfügbar ist, können Sie ein Add-On platzieren, um es zu haben. Sobald Sie auf (Speichern) klicken, erscheint ein neues Fenster für die Anpassung der Gcode-Dateiparameter. Alles, was Sie tun müssen, ist die gleiche Anpassung wie bei uns vorzunehmen und alles wird gut folgen Sie einfach 'Bild 7, 8, 9', dann stellen Sie diese Parameter auf diese Weise ein und Sie haben Ihre gCode-Datei.

Hinweis: Sie können die Gcode-Datei nicht im erforderlichen Format speichern, wenn Sie eine Inkscape-Version höher als Version 0.48.5 verwenden

Verknüpfen der Maschine mit der Gcode-Datei 'Processing 3'

Wenn Sie zur Verarbeitungssoftware wechseln, ist es ein bisschen wie bei der Arduino-IDE "siehe Bild 10". erscheint, müssen Sie letzteres p in Ihrer Tastatur drücken, um den COM-Port der Maschine auszuwählen, siehe Bild 12, und letzteres g drücken, um die gewünschte gcode-Datei auszuwählen, sobald Sie sie auswählen, beginnt die Maschine direkt mit dem Zeichnen.

Schritt 10: Test und Ergebnisse

Und hier sind wir, die Zeit ist hier für einige Tests, sobald die Gcode-Datei hochgeladen wurde, beginnt die Maschine mit dem Zeichnen und ich mochte das LED-Flackern, das die an jeden Schrittmotor gesendeten Sequenzen anzeigt.

Die Designs sind sehr gut gemacht, und Sie können sehen, dass das Projekt erstaunlich und einfach zu machen ist.

Vergiss nicht, dir unser vorheriges Projekt anzuschauen, das ist "Wie man deine eigene Arduino-Trainingsplattform erstellt". Und abonniere unseren YouTube-Kanal für weitere tolle Videos.

Eine letzte Sache, stellen Sie sicher, dass Sie jeden Tag Elektronik machen

Es war BEE MB von MEGA DAS bis zum nächsten Mal