Arduino maskin. Autonom eller USB-kontroll på Arduino for budsjettmaskiner

I informasjonens og automatiseringens tidsalder. CNC maskin Det er veldig vanlig, og du kan ikke kvele noen med det. Og mange mennesker monterer disse maskinene selv hjemme. For ikke lenge siden foreslo en gammel venn av meg å sette sammen en maskin. Han jobber på en fresemaskin CNC maskin. Etter litt refleksjon bestemte vi oss for at vi skulle sette sammen en CNC-maskin med minimale kostnader.

Hensikten med å lage en CNC-maskin:

For det første for å teste din styrke og evner.

For det andre er første slag oftest klumpete. Men ikke i vårt tilfelle. På bare 2 helger satte vi sammen en maskin som ble blandet langs 2 akser.

Deretter gjorde vi mindre modifikasjoner. Her er hva vi fikk:

Valgt til ledelse. Et billig og pålitelig alternativ, siden det er et stort utvalg av fastvare og programmer for å kontrollere maskinen for Arduino. Strømforsyningen ble tatt fra datamaskinen. Motoren til spindelen ble tatt fra en ødelagt bilkompressor. En full oversikt over kretsen og programmet kommer i neste video.

Til montering brukte vi materialer som vi hadde liggende. Vi kjøpte kun møbelguider. Og en matriseskriver. Som et resultat økte utgiften vår til litt mer enn 2000 rubler. Skrev i tittelen CNC maskin for 3000 rubler. fordi hvis du kjøper alt, kan du passe inn i dette beløpet.

På grunn av det faktum at CNC maskin satt sammen i henhold til prinsippet om minimumskostnader, har det en rekke ulemper. For eksempel når du jobber mer enn en time Motorene blir varme og må gis tid til å kjøle seg ned. Det er ennå ikke mulig å installere kjølere for å kjøle hver motor, og mest sannsynlig er det ikke tilrådelig. Det er mulig at hvis maskinen brukes til lasergravering, vil ikke motorene varmes opp så raskt. Jeg vil vurdere andre mangler i følgende skjema

rulleskøyter


Denne artikkelen vil snakke om hvordan du kan lage en CNC-maskin fra tre med egne hender. For elektronikk bestemte forfatteren seg for å bruke Arduino UNO R3, GCode Sender og GRBL. Det unike med ideen er at maskinen er laget av tre, noe som gjør monteringen enklere og rimeligere. Den mekaniske delen er den vanskeligste å montere; å koble til elektronikken vil ikke være vanskelig.
Materialer og verktøy for produksjon:
- gjengede aksler;
- kryssfiner;
- bolter og muttere;
- kulelager;
- trinnmotorer type Nema 23;
- installasjonen drives av en spenning på 24 V 15 A;
- Arduino UNO R3;
- metallforinger, samt nylonforinger (kan være laget av kaprolon eller fluorplast);
- ledninger.

Produksjonsprosess:

Trinn én. Lage bunnen av maskinen (X-aksen)
For å lage basen trenger du flere stenger, der du må bore flere blinde og gjennom hull. Deretter er metallaksler installert, de tjener som en stasjon for X-aksen.

Den gjengede akselen er installert i midten, og to stålaksler er installert på sidene som føringer. Når gjengeakselen roterer, beveger vognen gjengebordet langs X-aksen.

Blokken bør være så tykk som mulig, siden jo tyngre basen er, desto sikrere vil maskinen stå under drift. Og dette forbedrer i sin tur kvaliteten på utførelse under arbeidet.

Trinn to. Lag Y-aksen
Portalstrukturen for Y-aksen er laget på samme måte som X-basen. Portalen er festet på et bevegelig bord, som beveger seg langs X-aksen.

Trinn tre. Lag Z-aksen
Z-aksen er opprettet akkurat som de to foregående. Takket være denne aksen oppstår den vertikale bevegelsen til arbeidslegemet, som mater verktøyet.

Trinn fire. Montering av strukturen
Videre, etter at alle elementene allerede er produsert, kan maskinen settes sammen og denne prosessen er ikke komplisert. Bolter og muttere brukes til å koble sammen elementene. Dimensjonene på maskinen kan varieres, alt avhenger av personlige behov. Hvis noen elementer går i stykker under monteringsprosessen, er det ikke nødvendig å bruke lim for å reparere dem, det er best å lage elementet på nytt. I dette tilfellet vil den nødvendige stivheten til elementene sikres.

Trinn fem. Elektronisk del av enheten
Når den mekaniske delen er satt sammen, kan du gå videre til prosessen med å koble til elektronikken. Du må koble Arduino med drivere og trinnmotorer. Hver sjåfør trenger en strømkilde for å fungere. Forfatteren brukte en 24 V 15 A-strømkilde. Når det gjelder sjåføren, er den allerede valgt individuelt avhengig av motoreffekten. Motorspoler og deres poler er betegnet med bokstavene A+, A-, B+, B-.

CLK+-utgangen må kobles til trinnpinnen på Arduinoen. CW+-kontakten må kobles til retningspinnen. Vel, CLK- og CW må kobles til GND-pinnen. Kontakter EN+ EN- brukes ikke.

Trinn seks. Programvaredel av enheten
Det neste trinnet er å laste ned programvaren som skal kontrollere maskinen. Prosessen er ikke komplisert, du må laste koden ved hjelp av XLoader-programmet på Arduino-kortet. Etter dette må du åpne GCodeSender for å koble Arduino-kortet til din personlige datamaskin. Etter dette vil brettet være klar til å styre CNC-maskinen.

I dette prosjektet vil jeg vise deg hvordan du enkelt og enkelt bygger din egen billige mini CNC-plotter ved hjelp av Arudino. Selvfølgelig kan du bare kjøpe en plotter, men for det første er den veldig dyr, og for det andre trenger jeg den ikke :)

For X- og Y-aksene bruker vi trinnmotorer og guider trukket fra to gamle DVD\CD-stasjoner. Arbeidsområde vår CNC-plotter vil ha 4 x 4 centimeter.

Siden prosjektet er basert på bruk av en seriell port, kan du også bruke en Bluetooth-modul (for eksempel HC-06) for å koble plotteren til datamaskinen din trådløst!

Trinn 9. Program for arbeid med G-kode.

Nå er vi klare til å skrive ut vårt første bilde med vår mini CNC-plotter! For å gjøre dette trenger vi et mellomleddsprogram mellom oss og plotteren. Den konverterer G-kode til servobevegelser.

Hva er G-kode? G-kode er en fil med X-, Y- og Z-koordinater. Den ser slik ut:

M300 S30.00 (Utskriftsenhet senket)
G1 X10,00 Y10,00 F2500,00

G1 X20,00 Y10,00 F2500,00

M300 S50.00 (Utskriftsenhet hevet)

Deretter må du installere et tillegg til det som lar deg eksportere bilder til G-kode. Du kan laste den ned fra denne linken.

La oss sette opp Inkscape for første gang. Åpne programmet, gå til "Fil"-menyen og klikk på "Dokumentegenskaper". Se den første illustrasjonen ovenfor og endre den som vist på bildet. Lukk deretter dette vinduet. Vi vil bruke et utskriftsområde på 4 x 8 centimeter. Deretter, se det andre bildet.

Slik skriver du tekst: Skriv inn teksten din, endre fonten til Times New Roma og sett størrelsen til 22. Klikk deretter på markørikonet og juster teksten som vist i det tredje bildet ovenfor. Velg en bane fra "Objekt til bane"-menyen.

Slik skriver du ut bilder: Dette er vanskeligere enn tekst. Bildene må ha en gjennomsiktig bakgrunn. Dra bildet til Inkscape med musen. Klikk "Ok" i neste vindu. Deretter må du endre størrelsen på bildet slik at det passer inn i vårt utskriftsområde (se bilde 4). Klikk "Path" fra menyen og velg "Trace Bitmap". Deretter gjør du som vist på det 5. bildet. Klikk OK og lukk vinduet. Flytt deretter det grå bildet og fjern fargen bak det. Flytt svart-hvitt-bildet til ønsket plassering igjen og klikk på "Object to path"-knappen i "Path"-menyen igjen. Det sjette bildet viser hvordan du sletter et bilde.

Eksporter som G-kode: Gå til slutt til Fil-menyen, klikk "Lagre som" og velg ".gcode". Klikk ok i neste vindu. Det er det! G-koden vår er klar til å skrives ut på vår splitter nye mini CNC-plotter!

Jeg bestemte meg for å lukke det forrige emnet og legge ut hvilke mer spesifikke ting som ble gravd opp der i dette.

Hva trenger du? Få budsjettkompakt kontroll, både frittstående og under datamaskinkontroll via USB og muligens andre porter.

Vær også i stand til å gjenflash raskt for å passe dine kommandoer, for spesifikk kontroll av akser, akser. Det vil si ikke bare innen CNC-maskiner.

Hva er det for dette budsjettet, offentlig tilgjengelig og gratis prosjekt med programvarestøtte.

Uno uno uno un momento, Uno uno uno sentimento, Uno uno uno kompliment

Det vil si den mest etterspurte og tilgjengelige Arduino Uno

"Uno" er oversatt som en fra italiensk og utviklerne hinter dermed om den kommende utgivelsen av Arduino 1.0. Det nye brettet har blitt flaggskipet til Arduino-brettlinjen. For sammenligning med tidligere versjoner kan du se den komplette listen over Arduino-brett.

Kjennetegn

Mikrokontroller - ATmega328

Driftsspenning - 5 V

Inngangsspenning (grense) - 6-20 V

Digitale innganger/utganger - 14 (6 av disse kan brukes som PWM-utganger)

Analoge innganger - 6

Konstant strøm gjennom inngang/utgang - 40 mA

Konstant strøm for utgang 3,3V - 50mA

Flash-minne - 32 KB (ATmega328) hvorav 0,5 KB brukes til oppstartslasteren

RAM - 2 KB (ATmega328)

EEPROM - 1 KB (ATmega328)

Klokkefrekvens - 16 MHz

Det er en klar for det Grbl tolk. Allerede versjon 0.9 som jeg vet. Det vedlikeholdes og forbedres.

Som kan flashes inn i dette brettet og brukes både autonomt og via Grbl kontroller med kilder for 3 plattformer Windows, Linux og Mac. Det er ingen tolk inni den. Som du forstår er det inkludert i betalingen.

Grbl-kontroller skrevet ved hjelp av Qt-biblioteker på tvers av plattformer. Den får også litt hjelp fra QextSerialPort-biblioteket for å gjøre det enklere å velge riktig USB-serieport.

Dette er veldig kult fordi du kan lage vakre GUI-applikasjoner for Windows, Mac og Linux. Qt ble opprinnelig utviklet av Nokia (ok, Trolltech, for å være presis, kjøpte Nokia). For å utvikle deg i Qt må du være en C++-spesialist.

Hvor du skal begynne å lage en billig CNC-maskin

Vi må bestemme hvilke motorer og hvilken kontrollelektronikk vi skal bruke for CNC. Hovedparameteren som bestemmer størrelsen på maskinen er størrelsen på motoren som beveger den nedre plattformen.

Ramme av den billigste CNC-maskinen

Når du kjenner dimensjonene til motorene, kan du lage en ramme. Slik lager du en CNC-maskinramme som passer til de fleste motorer. Rammen kan lages ved hjelp av aluminiumsprofil og blad. Dette vil gjøre de bevegelige plattformene til maskinen enklere. Det vil imidlertid øke kostnadene for Arduino CNC-maskinplattformen. I tillegg må du ta hensyn til at for en maskin laget av aluminiumsprofil, må du lage en vektet base slik at den ikke "hopper" under raske bevegelser av plattformene, hvis du i fremtiden vil installere " raskere” trinnmotorer.

Gir Type billig CNC-maskin

Denne rammen er universell, fordi den kan festes til både et skrutrekk og et remdrev. En skrutrekker er billigere og det er fornuftig å gjøre det helt fra begynnelsen. Hvis du ikke er fornøyd med hastigheten, kan du enkelt installere en remdrift. Hvordan installere en remdrift på en CNC-maskin ved hjelp av Arduino er beskrevet her. For å produsere et skrugir er 2 lagre og en gjenget stift, hvis lengde er lik lengden på plattformen, tilstrekkelig. Jeg brukte en M6 stud. I tillegg trenger du 6 muttere og 4 skiver i passende størrelser. Når vi har bestemt oss og laget rammen, kan vi bestemme oss for hvilket utstyr vi skal bruke. For et skrutrekk er alt mer eller mindre åpenbart. For beltet les her.

Elektronikk til en bordplate CNC-maskin

Elektronikk enkel maskin CNC inkluderer trinnmotorer, trinnmotordrivere, Arduino-brett, ledninger.

Hjem CNC-maskinmotorer

De fleste budsjettalternativ: 28BYJ-48-5V. Basert på størrelsen på motorene og deres fremtidige plassering, kan du bestemme hvordan en budsjett CNC-maskin vil være. Jeg anbefaler umiddelbart å plassere den nedre plattformen høyere. Dette er nødvendig for å kunne installere hvilken som helst motor. Du kan omorganisere det senere, men det er bedre å tenke på det på forhånd.

Trinnmotordrivere for enkel CNC

For motorer 28BYJ-48-5V drivere for ULN2003. Dette settet stepper motor - stepper motor driver koster rundt $5 i kinesiske nettbutikker. Drivere for trinnmotorer 28BYJ-48-5V er egnet i diagrammet ULN2003. Jeg kjøpte 3 motordriversett.

Styring av billigste CNC-maskin

Som kontroller for hjemmemaskin CNC bruker Arduino UNO-kort. Enhver modifikasjon av Arduino vil gjøre det. Verket ble testet på Arduino Nano, Arduino Mega og deres kinesiske kopier.

Arduino firmware for CNC-maskin

Last ned fastvarekildekode for Arduino

Nedenfor er en liste over Arduino-fastvare for ulike CNC-maskinkonfigurasjoner.
Avhengig av konfigurasjonen til CNC-maskinen, samt formålet (tegning, fresing, brenning, gravering, 3D-skanning, 3D-utskrift), må du velge en spesifikk Arduino-fastvare og installere den.

CNC-maskin laget av tre med Arduino

Firmware for trinnmotordrivere kontrollert av 4 kanaler, for eksempel basert på ULN2003-kretsen, for UNIPOLAR SD

• Arduino, ULN2003, 28BYJ-48-5V, tegning, fresing (2D, 3D)
• Arduino, ULN2003, 28BYJ-48-5V, lasergravering/brenning, silhuetter, ornamenter

Firmware for trinnmotordrivere kontrollert av 4 kanaler, for eksempel basert på L298N-kretsen, for BIPOLAR SD

• Arduino, L298N, bipolar SD, tegning, fresing (2D, 3D)
• Arduino, L298N, bipolar SD, lasergravering / brenning, silhuetter, ornamenter
• Arduino, L298N, bipolar SD, lasergravering/brenning, fotografier, malerier

Fastvare for trinnmotordrivere kontrollert av 2 kanaler (DIR/PUL eller CW/CLK), for eksempel DM420A eller basert på TB6560A-kretsen

• Arduino, DM420A, 17HS3404N, tegning, fresing (2D, 3D)
• Arduino, DM420A, 17HS3404N, 3D-skanning
• Arduino, DM420A, 17HS3404N, lasergravering/brenning, silhuetter, ornamenter
• Arduino, DM420A, 17HS3404N, lasergravering/brenning, fotografier, malerier
• Arduino, DM420A, 17HS3404N, gravering/brenning, fotografier, malerier (brenner)

Firmware er ikke kompatibel med programvare, eksempler på arbeid med Arduino

Beskrivelse og installasjon av Arduino firmware for CNC på brettet

Fastvaren for Arduino-kortet er skrevet i prosesseringsspråket i Arduino 1.0.2-utviklingsmiljøet operativsystem Windows.

Arduino firmware kildekode for å kontrollere 3 trinnmotorer via COM-port

For å komme i gang med Arduino, må du installere nødvendig programvare. For å gjøre dette, gå til den offisielle Arduino-nettsiden og last ned distribusjonen fra denne siden. På den offisielle Arduino-nettsiden kan du finne mange eksempler på fastvare for brettet, samt lære de grunnleggende prinsippene for å jobbe med brettet. Nå kjører vi installasjonsfilen, velger en mappe, godtar lisensavtalen osv. Etter installasjonen vil Arduino-ikonet vises på skrivebordet ditt. Nå kan du koble vårt Arduino-kort til datamaskinen din, for dette bruker vi USB 2.0-tilkoblingskabel USB A - USB B. Vi venter på at Windows skal finne og installere ny maskinvare. Start deretter Arduino-programmet og velg ønsket COM-port ved å velge Verktøy->Seriell port i hovedmenyen. I en ny skisse kopierer vi kildekoden til fastvaren for å kontrollere CNC-maskinen.

Trykk nå på knappen Last ned. Vi venter til Arduino-programmet sjekker, kompilerer og installerer fastvaren på Arduino-kortet. La oss prøve å sjekke om fastvaren fungerer. For å gjøre dette må du koble til motorene og starte Port monitor i Arduino-programmet. Portmonitoren er plassert på Service hovedmenyen. På Port Monitor-skjemaet skriver du inn kommandoen:
1000,2000,3000;
Og trykk på knappen Sende. Vi ser hvordan motorene roterer med i forskjellige hastigheter. Når motorene slutter å rotere, vil Arduino-fastvaren overføre OK Ved USB til datamaskin, vil dette vises i portmonitoren.

HVORDAN OPPSETT SKALA PÅ MASKINEN

Hvordan sikre at tegningen på skjermen og dens dimensjoner samsvarer med dimensjonene som CNC-maskinen vil lage?

Prosjekter / Modifikasjoner

Hvorfor "kryper" tegningen over kanten av bordet eller er den for liten?

Ganske ofte ser du hvordan nybegynnere og ikke så CNC-operatører prøver å beregne skalaen til produktet på utviklingsstadiet av maskinen. De regner om rotasjonsgradene til motoren, stigningen til kuleskruen, lengden på løpeturen og mange andre parametere. I mellomtiden er det en enkel metode for å oppnå ekte skala på maskinen uten slike arbeidskrevende prosedyrer. Med denne artikkelen vil jeg prøve å hjelpe alle CNC-maskinverktøyentusiaster.

Vi antar at du allerede har bestemt deg for hvilken motorkraft som passer deg.

Så installer de eksisterende motorene på maskinaksen

Installer en kuleskrue du kunne kjøpe eller få.

Hvis det ikke er noen kuleskrue, installer en hvilken som helst trapesformet skrue

Skruegjengens stigning og motorens rotasjonsvinkel spiller ingen rolle!

Så maskinen din er klar, koblet til datamaskinen, CNC-programmet kjører (i vårt tilfelle er det MASN-3)

Fig1 akse motorinnstillinger vindu

Åpne Notepad-programmet - (Start-alle programmer-tilbehør-notisblokk)

Skriv inn programmet

Lagre programmet under et hvilket som helst navn med utvidelsen "txt"

Lagre til "Desktop" for raskt søk

Last programmet inn i MASN-3 (File-Open Gcodes).

Plasser kutteren

Berør arbeidsstykket med det liten dybde

Tilbakestill alle koordinater

Kjør programmet du skrev.

Maskinen vil tegne et segment som er 50 mm langt

Mål den resulterende størrelsen på segmentet og del det resulterende tallet med tallet i MASN-3-programvinduet langs banen -> "Trinn\enheter" i vinduet på adressen "Konfigurasjoner" og deretter "Motorinnstillinger"

(Det første vinduet nederst til venstre er merket "")

antall trinn per 1 mm maskinbevegelse

Del dette tallet med 50 (lengden på segmentet ditt) og skriv inn det resulterende tallet

Fres seksjonen igjen og kontroller resultatet, gjenta innstillingene om nødvendig.

Eksempel

Vi laget en "segment" fil hvis lengde ble satt til 50 mm.

Lastet opp til MASN-3

Vi startet maskinen.

Vi fikk en kuttstørrelse på maskinen lik 55 mm.

Vi må bringe den til 50 cm (siden vi satte den inn i utgangspunktet)

Hvor 2000 er det tilgjengelige nummeret i kolonnen "Trinn\enheter".

55 - resultatet oppnådd på maskinen (i mm).

36,36 = 1 maskinstigning (1 mm)

1818 = 50 maskintrinn (50 mm)

1818 - Vi legger inn dette tallet på plass 2000 i tabellen

Nøyaktig passform

Vi tegnet en "segment"-fil på maskinen etter justeringene ovenfor.

Mottatt:

1818 \ 50,5 = 39,60

39,60 x 50 = 1980 - Skriv inn dette tallet i tabellen

Det er alt. Lykke til!

Velkommen til nettsiden til et åpent prosjekt for å utvikle en CNC-maskin basert på Arduino med egne hender

Prosjekt En enkel CNC-maskin på Arduino beregnet for utvikling, feilsøking og testing programvare, nødvendig for drift av maskiner med numerisk program kontrollert(CNC).

Følgelig ønsket jeg å bruke et minimum av penger på produksjon av de mekaniske og elektroniske komponentene til maskinen.

Styret ble valgt som kontroller Arduino, på grunn av dets enorme potensiale for interaksjon med ulike enheter. Funksjonell Arduino Kan enkelt utvides takket være muligheten til å koble til et stort antall enheter som støtter standard dataoverførings- og kontrollprotokoller. På den offisielle nettsiden arduino.cc Omfattende informasjon om tilkobling av enheter til Arduino, samt programmering av Arduino, er publisert.

CNC-fresemaskiner, eller rettere sagt programmer for CNC-maskiner, jobber med vektorbilder, som i seg selv er ganske kostbare. Dette endret i utgangspunktet retningen for forskning til utvikling fresemaskin med CNC som fungerer med gratis rasterbilder (vanlige filer i bmp, jpg, gif-format, etc.).

CNC-maskin (3D-printer), Arduino Uno og kraftige motorer eller CNC Shield VS 5-akset optokoblerkort

Setter vi alt sammen får vi helt fantastiske egenskaper:

• lave kostnader for en CNC-maskin (mindre enn $100 eller 3000 rubler unntatt kostnaden for en datamaskin);
• lett tilgjengelighet for alle maskindeler;
• arbeide med rasterbilder som alle enkelt kan lage i et enkelt grafikkredigeringsprogram (for eksempel Paint);
• utvidbar plattform for utvikling av mange relaterte systemer;
• Ideelt sett bør programvaren kunne behandle fotografier og/eller bilder hentet fra en konvensjonell skanner.

Den var opprinnelig planlagt brukt CNC-maskin på Arduino for fresing av flate figurer, ornamenter og tredimensjonale kropper. Imidlertid ble det i ettertid koblet en kontaktsensor til maskinen til 3D-skanning. Så ble maskinen installert lasermodul for gravering/brenning. Og til slutt ble CNC-maskinen omgjort til en 3D-skriver: for dette var det nødvendig å installere ekstra blokk som kalles ekstruder.

Dermed får vi ikke bare en 3-akset CNC-fresemaskin på Arduino, men en hel plattform som den enkelt kan settes sammen på grunnlag av:

• maskin for fresing av 2D-former og 3D-kropper;
• kontakt 3D-skanner;
• CNC lasergraver/brenner;
• 3D-printer.

Nettstedet inneholder detaljert CNC-maskinmonteringsdiagrammer, inkludert modifikasjoner, CNC maskin tegninger, programvarekildekoder, samt fastvarekildekoder for Arduino.

CNC-maskin på Arduino og dens modifikasjoner ble satt sammen med egne hender. Selvfølgelig er en slik CNC-maskin ikke egnet for industrielle formål, men den er egnet for brikkeproduksjon og mestring av prinsippene for drift av mekanikk og programvare.

I tillegg har siden en egen seksjon dedikert til kjøp av komponenter hjemmelaget maskin CNC og nødvendig forbruksvarer, hvor det er beskrevet hvor, hvordan og til hvilken pris du kan kjøpe de nødvendige komponentene til en enkel CNC-maskin.