CNC kreslicí stroj Arduino (nebo cesta k úspěchu): 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento projekt je založen převážně na položkách, které lze snadno najít. Cílem je vzít dvě nepoužívané počítačové diskové jednotky a spojit je, aby vznikl automatizovaný kreslící stroj, který připomíná CNC stroj.

Díly použité z pohonů zahrnují motory a zábradlí z obou pohonů a plastovou sestavu alespoň jednoho z pohonů (včetně zásobníku)

Krok 1: Požadavky na vaši cestu:

Potřebné kusy:

1. Arduino uno
2. 1 krokový motor (použili jsme číslo modelu 28BYJ-48)
3. Motorový štít Adafruit v2
4. Spousta drátů
5. Dva počítačové cd zásobníky
6. volitelně: některé 3D tištěné převody a kolejnice
7. Nějaký dřevěný nebo konstrukční materiál Počítač

Požadovaný kód Arduino:

Vlastní kód GRBL pro práci s motorovým štítem Adafruit (Riley_adafruit_cnc_2)

Potřebný počítačový software:

1. Arduino IDE plotter
2. Soubory obrázků nebo kreseb v kódovaném formátu (vygooglete si vybraný soubor).

Potřebné nástroje:

1. Pájecí zařízení
2. Lepicí pistole a lepicí tyčinky
3. Pravítko
4. Pero
5. Trpělivost

Krok 2: Zničení

Rozeberte přihrádky DVD a ujistěte se, že zachováte strukturální integritu alespoň jednoho z přihrádek DVD, a přitom odeberte kovovou součást, která má obvykle dvě zábradlí. Proces odebírání těchto zásobníků se liší od různých disků CD. Po odstranění by dva motory měly vypadat jako na obrázku níže. Všimněte si části, která otáčí disk, byla odstraněna, protože nebude potřeba.

Krok 3: Pájení zapnuto

Jakmile jsou rozebrány, dalším krokem je pájení svorek do motoru, které lze vidět na obrázku. Způsob připojení těchto svorek k motoru se může opět lišit podle konkrétního modelu. Způsob jejich připojení k štítu motoru Adafruit bude probrán později. Zkopírujte stejné nastavení pro druhou sestavu motoru disku.

Tyto dva budou sloužit jako osa Y a Z v procesu kreslení.

Krok 4: Mocný zásobník

Dalším krokem je zprovoznění přihrádky na disk, což bude osa X. K tomuto účelu byl použit krokový motor a montáž vyžadovala řezání částí žlabu, aby se do něj vešlo ozubené kolo. (viz obrázky) V tomto bodě jsme si uvědomili, že náš převodový poměr byl vypnutý a bylo potřeba dalšího drobení. Na konci jsme se rozhodli vytisknout převodový poměr 4: 1, aby byla zajištěna plynulost a cestovní vzdálenost potřebná k úspěšnému dokončení kresby bez vyčerpání prostoru.

Krok 5: Aféra Arduino

Sestavte sestavu Arduino a nastavení štítu motoru. Pro tento krok je zapotřebí trochu pájení. Budou naskládány dva štíty Adafruit Motor Shield. Vzhledem k tomu, jak fungují, je třeba pájet most, aby bylo druhé arduino jako takové identifikováno. Proces za tím je vysvětlen zde:

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

Pájejte můstek podle obrázku níže označeného 1 pro horní štít motoru Adafruit. První deska by měla být (0x60) a horní deska by měla být (0x61). Všimněte si také propojky s označením 2. Toto je nastaveno na spodním i horním štítu a říká deskám, aby čerpaly energii z arduina namísto modrých svorek přímo nad ním. Pokud vám arduino chybí, můžete se rozhodnout připojit svůj vlastní zdroj energie k těmto modrým svorkám. (Všimněte si toho, že při chodu tří motorů máme arduino připojené k počítači plus 9v napájecí zdroj běžící také na arduino)

Krok 6: Trial by Fire

Test! Než to všechno spojíte, vyzkoušejte své součásti. Zjistili jsme, že je obzvláště obtížné najít informace o tom, jak připojit krokové motory k Adafruit Motor Shield. Zde je tedy nápomocný diagram. Je důležité zdůraznit, že kolíky 1 a 4 (modrá a oranžová) a kolíky 2 a 5 (růžové a žluté) jsou páry. Někdy je zapojení nesprávným způsobem může znamenat opačný chod motoru. V tomto diagramu je také uzemněna červená, jak je znázorněno níže. Pokud mají motory sestavy disku pouze 4 svorky, ponechte uzemnění bez připojení.

Pro řízení pohybu motorů použijte software, který byl popsán v požadovaných nástrojích, pomocí softwaru plotru v uvedeném odkazu.

Opravdu snadný způsob, jak otestovat, které svorky jsou páry, je otestovat pomocí ohmmetru. Zde je skvělý průvodce, jak najít páry vodičů krokového motoru:

knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?i…

Jakmile najdete své páry, vložte první do M1, druhý do M2

Krok 7: Montážní linka

Jakmile jsou všechny motory testovány, můžete začít s montáží. Prvním krokem je vytvoření struktury, která drží osu Y a Z nad osou X. To bylo provedeno pomocí jednoduchých položek zakoupených v hobby obchodě. Viz obrázek níže.

Krok 8: Float On

Dalším krokem je připojení osy Z k sestavě osy Y, což bylo provedeno hlavně horkým lepidlem, i když určitě bychom to udělali jinak s více časem a nástroji.

Krok 9: Hackerský čas

Nyní je čas na programování Arduina. Prvním krokem bude nahrání přiloženého kódu do vašeho Arduina. Po otevření IDE Arduino a otevření připojeného programu stačí změnit port na ten, do kterého je zapojeno vaše arduino, a odeslat jej stisknutím ŠIPKY (nebo tlačítka pro odeslání).

Krok 10: Úspěch je A !?

I když je tento kód založen na původním kódu GRBL, je důležité si uvědomit, že byl výrazně upraven tak, aby fungoval se štíty motoru adafruit. Z tohoto důvodu existuje mnoho chybějících funkcí, které jsou v GRBL a které nefungují, když jsou zadány do tohoto nastavení. Nicméně pro jakékoli základní vykreslování (to je kreslení) tento kód funguje perfektně. Může nakreslit jakýkoli GCODE, který byl formátován jako G90.

Pokud máte stejné nastavení jako my, vaše arduino bude nyní fungovat! Pokud jste vytvořili jinou verzi pomocí různých motorů nebo různých rozměrů, budete muset změnit konfigurační soubor, který byl součástí kódu Arduino.

** ZMĚNY POUZE V SOUBORU „config.h“, ZMĚNY KDEKOLI JINÉHO V KÓDU ZPŮSOBÍ, ŽE PROGRAM NEFUNGUJE **

Když se ohlédneme zpět, pravděpodobně jsme mohli použít sestavu vaničky tak, jak byla, a posílit část konstrukce, lépe měřit náklon různých os a celkově ji jen strukturovat. Je to úhledný projekt, který by mohl být škálovatelný a aplikovatelný pro jiné účely.

Jakmile získáte základní znalosti o tom, jak funguje GRBL a jak fungují krokové motory os X, Y a Z, je tento projekt extrémně škálovatelný, pokud k tomu máte materiály. Rozhodli jsme se vytvořit jeden v této velikosti, protože jsme byli omezeni velikostí zásobníku DVD. Pokud byste se však rozhodli, že jej vyrobíte pomocí pásů a krokových motorů, budete omezeni pouze točivým momentem krokového motoru.