Arduino CNC-tekenmachine (of de weg naar succes): 10 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Dit project is gebaseerd op voornamelijk items die gemakkelijk te vinden zijn. Het idee is om twee ongebruikte computerschijfeenheden te nemen en deze te combineren om een geautomatiseerde tekenmachine te maken die lijkt op een CNC-machine.

De gebruikte onderdelen van de aandrijvingen omvatten de motoren en leuningen van beide aandrijvingen en de plastic assemblage van ten minste één van de aandrijvingen (inclusief lade)

Stap 1: Vereisten voor uw reis:

Benodigde stukken:

1. Arduino uno
2. 1 stappenmotor (we gebruikten het modelnummer 28BYJ-48)
3. Adafruit motor schild v2
4. Veel draden
5. Twee cd-lades voor computers
6. optioneel: enkele 3D-geprinte tandwielen en rails
7. Wat hout of constructiemateriaal Een computer

Arduino-code vereist:

Aangepaste GRBL-code om te werken met Adafruit-motorschild (Riley_adafruit_cnc_2)

Computersoftware nodig:

1. Arduino IDE-plotter
2. G-gecodeerde afbeeldings- of tekenbestanden (google uw bestand naar keuze).

Gereedschap nodig:

1. Soldeerapparatuur
2. Lijmpistool en lijmstiften
3. Heerser
4. Pen
5. Geduld

Stap 2: Vernietiging

Haal de dvd-lades uit elkaar en zorg ervoor dat de structurele integriteit van ten minste één van de dvd-lades behouden blijft terwijl u het metalen onderdeel verwijdert, dat meestal twee leuningen heeft. Het proces van het apart nemen van deze trays verschilt per cd-tray. De twee motoraandrijvingen zouden er na verwijdering uit moeten zien als de onderstaande afbeelding. Merk op dat het deel dat de schijf ronddraait, is verwijderd omdat het niet nodig is.

Stap 3: Solderen op

Eenmaal uit elkaar gehaald, is de volgende stap om de klemmen in de motor te solderen, zoals op de afbeelding te zien is. Nogmaals, de manier waarop deze klemmen aan de motor worden bevestigd, kan verschillen afhankelijk van het specifieke model. De manier waarop deze verbinding maken met het Adafruit-motorschild zal later worden besproken. Repliceer dezelfde opstelling voor de tweede schijfaandrijfmotor.

Deze twee zullen dienen als onze Y- en Z-as in het tekenproces.

Stap 4: De machtige lade

De volgende stap is om de schijflade te laten werken, wat de X-as zal zijn. Voor dit doel werd de stappenmotor gebruikt en de montage vereiste het uitsnijden van delen van de lade om het tandwiel door te passen. (zie foto's) Op dit punt realiseerden we ons dat onze overbrengingsverhouding niet goed was en dat er verder moest worden gesleuteld. Aan het einde hebben we ervoor gekozen om een versnelling met een verhouding van 4 op 1 af te drukken om de soepelheid en reisafstand mogelijk te maken die nodig is om de tekening met succes te voltooien zonder dat de ruimte opraakt.

Stap 5: De Arduino-affaire

Stel de Arduino-assemblage en de setup van het motorschild samen. Voor deze stap is een beetje solderen nodig. Er zullen twee Adafruit Motor Shields worden gestapeld. Vanwege de manier waarop ze werken, moet een brug worden gesoldeerd om de tweede arduino als zodanig te identificeren. Het proces erachter wordt hier uitgelegd:

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

Soldeer de brug zoals hieronder getoond met label 1 voor het bovenste Adafruit-motorschild. Het eerste bord moet (0x60) zijn en het bovenste bord moet (0x61). Let ook op de jumper met het label 2. Deze bevindt zich op zowel de onderste als de bovenste schilden en vertelt de boards om hun stroom te halen uit de arduino in plaats van de blauwe terminals er recht boven. U kunt ervoor kiezen om uw eigen stroombron op deze blauwe terminals aan te sluiten als u vindt dat de arduino ontbreekt. (Merk op dat terwijl we de drie motoren gebruiken, we de arduino op de computer hebben aangesloten plus een 9v-voeding die ook naar de arduino loopt)

Stap 6: Vuurproef

Toets! Test uw onderdelen voordat u alles in elkaar zet. We vonden het bijzonder moeilijk om informatie te vinden over het aansluiten van stappenmotoren op het Adafruit Motor Shield. Dus hier is een handig diagram. Het is belangrijk erop te wijzen dat pin 1 en 4 (blauw en oranje) en pin 2 en 5 (roze en geel) paren zijn. Soms kan het op de verkeerde manier aansluiten van deze een omgekeerde werking van de motor betekenen. Ook is rood geslepen in dit diagram, zoals hieronder weergegeven. Als de schijfmontagemotoren slechts 4 klemmen hebben, laat dan de aarde zonder verbinding.

Om de beweging van de motoren te beheren, gebruikt u de software die is beschreven in de vereiste tools, met behulp van de plottersoftware in de verstrekte link.

Een heel gemakkelijke manier om te testen welke terminals paren zijn, is door te testen met een ohm-meter. Hier is een geweldige gids voor het vinden van uw stappenmotor-draadparen:

knowledge.ni.com/KnowledgeArticleDetails?i…

Zodra je je paren hebt gevonden, plaats je de eerste in M1, de tweede in M2

Stap 7: De lopende band

Nadat alle motoren zijn getest kunt u beginnen met de montage. De eerste stap is het maken van een structuur om de Y- en Z-as boven de X-as te houden. Dit werd gedaan met eenvoudige items die waren gekocht bij een hobbywinkel. Zie onderstaande afbeelding.

Stap 8: drijven op

De volgende stap is om de Z-as aan de Y-as te bevestigen. Dit gebeurde voornamelijk met hete lijm, hoewel we het zeker anders zouden hebben gedaan met meer tijd en gereedschap.

Stap 9: Hackertijd

Nu is het Arduino-programmeertijd. De eerste stap is om de bijgevoegde code naar je Arduino te uploaden. Nadat je je Arduino IDE hebt geopend en het bijgevoegde programma hebt geopend, hoef je alleen maar de poort te wijzigen in die waarop je Arduino is aangesloten en op de PIJL (of uploadknop) te drukken om deze te verzenden.

Stap 10: Succes is een A!?

Hoewel deze code is gebaseerd op de originele GRBL-code, is het belangrijk op te merken dat deze sterk is aangepast om met adafruit-motorschilden te werken. Hierdoor zijn er veel ontbrekende functies in GRBL die niet werken wanneer ze in deze setup worden ingevoerd. Voor elk basisplot (dat is tekenen) werkt deze code echter perfect. Het kan elke GCODE tekenen die is geformatteerd als G90.

Als je dezelfde setup hebt gebouwd als wij, dan zal je arduino nu werken! Als je een andere versie hebt gemaakt met verschillende motoren of verschillende afmetingen, dan moet je het configuratiebestand wijzigen dat in de Arduino-code was opgenomen.

** MAAK ALLEEN WIJZIGINGEN IN HET “config.h”-BESTAND, WIJZIGINGEN NERGENS IN DE CODE ZULLEN HET PROGRAMMA NIET WERKEN **

Terugkijkend hadden we waarschijnlijk de montage van de lade kunnen gebruiken zoals die was en een deel van de structuur kunnen versterken, beter kunnen meten voor de kanteling van verschillende assen en het gewoon meer gestructureerd kunnen maken. Het is een mooi project dat schaalbaar kan zijn en voor andere doeleinden kan worden toegepast.

Als je eenmaal een basiskennis hebt van hoe GRBL werkt en hoe de stappenmotoren van de X-, Y- en Z-as werken, is dit project extreem schaalbaar zolang je de materialen hebt om dit te doen. We kozen ervoor om er een van dit formaat te maken omdat we beperkt waren door de grootte van de dvd-lade. Als u er echter voor kiest om er een te maken met riemen en stappenmotoren, wordt u alleen beperkt door het koppel van de stappenmotor.