DIY arduino tabanlı cnc plotter makinesi

CNC Makineleri, kontrol ünitesine beslenen tasarım programına göre herhangi bir mekanik parçayı çizmek veya tasarlamak için kullanılan Bilgisayarlı Sayısal Kontrol Makineleridir. Denetleyici birimi bilgisayar veya mikro denetleyici olabilir. CNC makinelerinde, tasarımı beslenen programa göre çizmek için step ve servo motorlar bulunur.

CNC makineleri üzerinde araştırma yaptıktan sonra, yerel olarak mevcut malzemeleri kullanarak kendi CNC makinemi yapmaya karar verdim. Dünyada o kadar çok CNC makinesi var ki bunlardan bazıları onları yapmak ve hatta doğru şekilde çalıştırmak için çok teknik ve karmaşık. Bu nedenle, Arduino'ya dayalı basit bir CNC Plotter Makinesi yapmaya karar verdim ki bu, yapımı en kolay olanıdır. Bunu küçük değişikliklerle bir Arduino CNC çizim makinesi olarak da kullanabilirsiniz.

Bu DIY Arduino CNC Makinesi, temel şekillerin, metinlerin ve hatta çizgi filmlerin çoğunu çizebilir. İşlem, bir insan elinin yazma şekline benzer. Bir insanın yazma veya çizme şekline kıyasla daha hızlı ve daha doğrudur. Bu eğitimin sonundaki tanıtım videosunu kontrol edin.

Bir Arduino CNC Makinesi Oluşturmak:

Bir CNC çizim makinesinin çalışması için, 3 eksen gereklidir (x ekseni, y ekseni ve z ekseni. X ekseni ve y ekseni, düz bir kağıt üzerinde 2B bir resim oluşturmak için birlikte çalışır. Bunlar x ve y eksen, düz yüzey üzerindeki herhangi bir nokta belirli bir x ve y değeri ile tanımlanacak şekilde birbirine 90 derece yerleştirilir.Z ekseni, kalemi kaldırıp düz kağıda indirir.

Bilgisayar, çizilecek görüntüye bağlı olarak uygun koordinatları oluşturacak ve bunları USB portu üzerinden mikrodenetleyiciye gönderecektir. Mikrodenetleyici bu koordinatları yorumlar ve ardından görüntüyü oluşturmak için motorların konumlarını kontrol eder. Burada, bu CNC Makinasını inşa etmek için Mikroişlemci olarak Arduino'yu kullandık. Üç eksenli hareketler, Arduino kartı tarafından kontrol edilecek olan step motorlar tarafından sağlanır. Bu konuda yeniyseniz, step motorun Arduino ile nasıl arayüzleneceğini öğrenebilirsiniz.

O halde Arduino CNC cihazımızı adım adım oluşturmaya başlayalım.

Neye ihtiyacın var:

Not: Tasarımım donanım olarak boyut ve kullanılan malzemeler açısından oldukça farklıdır. Eski DVD sürücülerini bulamadığım için yazıcı parçalarını tercih ettim. Hangisini kullanırsanız kullanın, step motora sahip olduğundan emin olun.

Donanım Gereksinimi:

1. Alüminyum levha (710mm x 710mm)
2. Eski HP / Epson yazıcı. Eski bilgisayar DVD sürücülerini kullanabilirsiniz
3. Cıvatalar ve somunlar
4. Perspex cam
5. Arduino UNO
6. L293D motor sürücü kalkanı veya Arduino CNC kalkanı
7. Mini servo motor
8. Bir kalem

​

Araçlar:

1. Tornavida
2. Matkap
3. Kesici alet (demir testeresi)
4. Tutkal
5. Tezgah cihazı

Yazılımlar:

Bu makinenin verimli çalışması için aşağıdaki yazılımlar kullanılmaktadır. Çeşitli web sitelerine gidin ve indirin.

1. Arduino IDE sürüm 1.6.6 veya sonraki sürümler buradan
2. IDE sürüm 3.1.1 veya sonraki sürüm buradan işleniyor
3. Inkscape sürüm 0.48.5. Buradan indirin.
4. Grbl denetleyici (isteğe bağlı)

CNC Plotter Makinesi Temeli:

Bu cihazın ana gövdesi, makinenin tüm ana parçalarını bir arada destekleyen, makinenin sağlam ve aynı zamanda taşınabilir olması için temeldir. Bu tasarımda, hafif olması, bükülmesi ve kesilmesi basit olması ve ayrıca paslanmadığı için iyi parlak bir görünüm vermesi nedeniyle tabanı oluşturmak için alüminyum kullanacağız.

Tabanımın tasarımı ve boyutları aşağıda gösterilmiştir:

Not: Tüm boyutlar milimetre cinsindendir.

Tüm bükme ve kesme işlemlerinden sonra, aşağıda gösterildiği gibi çok sağlam bir taban üretmeyi başardım:

X, Y ve Z Eksenlerinin Montajı:

X ve y eksenleri yapmak için iki yazıcı kızağı kullanılır. Bu parçaların her biri, bir kademeli motor ve genellikle kartuşu ileri geri hareket ettirmek için kullanılan bir kayış tahrik mekanizması içerir.

Z ekseni için, y eksenine tutkal kullanılarak bir mini servo motor takılır. Bu servo motor, kalemi yukarı ve aşağı hareket ettirmek için kullanılır. Kalemin yukarı ve aşağı serbest hareketini sağlayacak iyi bir destek mekanizması inşa edilmelidir.

CNC Makinesi için Çizim Platformu:

Bu makinenin muazzam boyutu nedeniyle, cihaz A5 boyutlu bir kağıt üzerine çizim yapabilir. Bu nedenle, Perspex camdan A5 (148mmx210mm) boyutunda bir platform kesip ardından x ekseni hareketli parçaya tutkal kullanarak yapıştıracağız.

CNC Makinenin Kablolaması ve Devresi:

L293D motor sürücü kalkanını Arduino UNO kartına takın. Bu kalkan aynı anda iki kademeli motoru ve iki servo motoru çalıştırabilir. İki kademeli motoru aşağıda gösterildiği gibi bağlayın. Motorlar bipoplar tip olduğu için toprak bağlantısı bağlantısız bırakılmalıdır. Bu, Plotter makinemiz için Arduino CNC kontrolörümüz olarak hareket edecektir.

Ayrıca mini servo motoru servo1'e bağlayın. 7.5V - 9V güç kaynağını motor sürücü korumasının güç portuna bağlayın. Makine artık teste hazırdır.

Arduino CNC Makine Kodu ve Testi:

Öncelikle step motorları test etmemiz ve doğru bağlanıp bağlanmadığını görmemiz gerekiyor.

L293D motor sürücü kalkanını kullandığımız için AFmotor Kitaplığını buradan indirmemiz gerekiyor. Ardından Arduino IDE kitaplık klasörünüze ekleyin. AFMotor olarak yeniden adlandırdığınızdan emin olun. Arduino IDE açıksa kapatın ve tekrar açın ve dosyaya tıklayın -> örnekler -> Adafruit Motor Kalkanı Kütüphanesi -> step . Araçlarda doğru bağlantı noktasını ve kartı seçtiğinizden ve ardından kodu Arduino kartına yüklediğinizden emin olun. Step motor birde bazı hareketler gözlemlenmelidir.

İkinci motoru test etmek için, aşağıdaki satırda motor portunu 2'den 1'e değiştirin ve ardından kodu tekrar yükleyin.

#include // Devir başına 48 adımlı (7,5 derece) bir adım motoru bağlayın // # 2 numaralı motor bağlantı noktasına (M3 ve M4) AF_Stepper motor (48, 2);

CNC Makinesi için Arduino Kodu:

Step motorlar uygun şekilde yanıt verdiğinde, CNC makinesi için Arduino kodunu aşağıdaki Kod bölümünden kopyalayın ve Arduino kartına yükleyin. Kodu aşağıdaki bağlantıdan indirebilirsiniz.

Arduino CNC kodunu indirme

CNC Makinesi için G Kodu:

G - KOD, bilgisayarlı makinelere (CNC) bir şeyler yapmalarını söylediğimiz dildir. Temelde X, Y ve Z koordinatlarını içeren bir dosyadır.

Örneğin:

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

Basit bir kare için bir G-Kodu yazmak gerçekten zor olabilir, ancak neyse ki bir G-Kodu oluşturmamıza yardımcı olabilecek bir yazılımımız var. Bu yazılım " Inkscape " olarak adlandırılır , buradan indirin.

Bir sonraki bölümde açıkladığımız Inkscape'i kullanarak kendi G-Kodunuzu oluşturabilirsiniz veya ancak internette kolayca bulunabilen G-Kodlarını kullanabilirsiniz.

Size Inkscape kullanarak G-Kodlarının nasıl üretileceğini göstermeden önce, bu G-Kodlarının Arduino ya nasıl gönderileceğini tartışalım. Arduino'ya G-Kodları göndermemizi sağlayacak yazılıma İşleme denir.

G Kodunu yüklemek için IDE işleniyor:

Bu platform, G Kodlarını Arduino kartına göndermemize yardımcı olacaktır. Bunu yapmak için GCTRL.PDE dosyasını indirmeniz gerekecektir.

GCTRL.pde dosyasını buradan indirin ve İşleme IDE'yi kullanarak açın

İşlem IDE'sinde açtıktan sonra çalıştır'a tıklayın. Tüm talimatları içeren bir pencere açılır. Klavyede p tuşuna basın. Sistem sizden bir bağlantı noktası seçmenizi isteyecektir. Bu yüzden Arduino kartınızın bağlı olduğu portu seçin. Benim durumum, 6. bağlantı noktası.

Şimdi g tuşuna basın ve G-CODE'nuzu kaydettiğiniz klasöre göz atın. Doğru G-KODU'nu seçin ve enter tuşuna basın. Her şey doğru şekilde bağlanmışsa, cihazınızı kağıt üzerinde çizmeye başladığını görmelisiniz.

İşlemi sonlandırmak istiyorsanız, sadece x tuşuna basın ve cihaz yaptığı her şeyi durduracaktır.

Kendi G Kodunuzu Nasıl Oluşturabilirsiniz:

Inkscape'in G-KODLARımızı oluşturmak için kullanacağımız yazılım olduğundan bahsetmiştik. Bu örnekte, aşağıda gösterildiği gibi basit bir metin (HELLO WORLD) oluşturacağız.

Not : Inkscape'in dosyaları G-CODE olarak kaydetmenin yerleşik bir yolu yoktur . Bu nedenle, görüntüleri G-CODE dosyalarına dışa aktarmayı sağlayan bir Eklenti kurmanız gerekir. Bu MakerBot Unicorn eklentisini buradan kurulum notlarıyla birlikte indirin.

Kurulum başarılı olduysa, Inkscape'i açın, Dosya menüsüne gidin ve "Belge Özellikleri" ni tıklayın. Önce boyutları pikselden mm'ye değiştirin. Ayrıca genişliği ve yüksekliği 90 mm'ye düşürün. Şimdi bu pencereyi kapatın. Çizim alanı olarak bir kare belirir. Metnimizi yazmak için kullanacağımız alan budur.

Şimdi sol taraftaki çubukta, metin nesnesi oluştur ve düzenle sekmesine tıklayın. " HELLO WORLD " metnini yazın ve aşağıda gösterildiği gibi karenin sağ üst köşesine yerleştirin.

Metni tıklayın ve tercih ettiğiniz yazı tipi stilini seçin. Uygula ve kapat'a tıklayın.

Şimdi yola tıklayın ve " nesneden yola " yı seçin

Metniniz artık G-CODE olarak kaydedilmeye hazır. Dosyayı tıklayın -> farklı kaydet ve ardından dosya adını "merhaba dünya" olarak yazın

Aşağıdaki resimde gösterildiği gibi dosya türünü "MakerBot Unicon G-Code" olarak değiştirin. Bu, yalnızca Eklenti yüklemesi başarılı olduğunda görünecektir. Son olarak kaydet'e tıklayın ve açılır pencerede Tamam'a tıklayın.

Bir G-Kodu oluşturdunuz ve önceki prosedürler kullanılarak grafik haline getirilebilir.

GRBL Denetleyici:

Inkscape kullanarak bir G-Kodu oluşturmayı başardıktan sonra, çizim sınırları içinde olduğundan emin olmak için G-Kodunu görüntülemeniz gerekebilir.

Çizim sınırları çok çaba isteyen CNC KOD ayarlanır aşağıda gösterilen çizgilerle:

Yukarıda GRBL denetleyicide gösterilen görüntü, yukarıdaki CNC Arduino kodunda gösterildiği gibi bu sınırların ötesine geçmemelidir. Örneğin, x ekseninin negatif tarafına doğru bu sınırın ötesine geçerse, negatif taraftaki o bölüm çizilmeyecektir.

Bu örnekte x ve y değerleri 0 mm ile 40 mm arasındadır.

Daha geniş bir alana baskı yapabilen yazıcı parçaları kullandığım için maksimum değerleri 40mm'den 60mm'ye değiştiriyorum.

Inkscape'i kullanarak bir G-Kodu oluşturduğunuzda, bu sınırlar içinde olup olmadığını görmek için önce GRBL programında bu G-Kodunu açabilirsiniz. İçinde değilse, resminizi sınırlarınız dahilinde olana kadar Inkscape'de yeniden boyutlandırmanız gerekir.

Yani bu, evde arduino uno kullanarak bir CNC Plotter makinesi inşa etmenin ucuz ve en basit yöntemidir. Deneyin ve yorumlarda bize bildirin, aşağıdaki Videoyu da kontrol edin.