在本教程中,我将向您展示如何快速制作自己的廉价 ArduinoMini CNC 绘图仪。 图中的绘图仪是改进版。 我改进了原来绘图仪的结构和精度。 仔细阅读本文,相信您可以轻松搭建自己的ArduinoMini绘图仪。
简要描述;简介:
在X轴和Y轴上,我们将使用两个步进电机和DVD/CD驱动器上的滑轨。 在Z轴上,我们还将使用一个小型伺服电机来驱动绘图笔上下移动。 在安装底座上,我们将使用有机玻璃。
本来想把它变成雕刻机和绘图机的两用版,但是经过几次实验,发现这台机器只能装绘图笔,有点可惜。
基于Arduino开发板的电路采用ATmega328微控制器、2个L293D集成电路驱动器和USB串口适配器。 这可以通过 Arduino Uno 开发板和面包板轻松完成。
想要打印您的图纸吗? 只需安装一个蓝牙模块即可。
第一步:所需材料
提示:如果您不明白该部分,可以参考图片。
所有的硬件配件都是从淘宝上采购的,不过相信大家在万能的淘宝上也能买到。
制作电路时,您需要
新手清单:
阿尔杜诺
面包板
2个L293D集成电路电机驱动器
微型伺服电机
2 个 DVD 或 CD 驱动器
老兵名单:
ATmega328p(闪存到 Arduino 引导加载程序)
28针DIP集成电路插座
16MHz晶振
2 个 22pF 和 1 100nF 电容器
10k电阻
USB串行适配器
2个L293D集成电路
微型伺服电机
2 个 DVD 或 CD 驱动器
PCB电路板原型
4 个两针螺钉端子连接器或 2 个四针螺钉端子连接器
您还需要一个 Arduino UNO 来对 ATmega328 微控制器进行编程。
使用USB串行适配器,可以像Arduino Uno一样连接计算机和开发板。
为什么使用螺丝端子连接器? 因为在没有找到正确的组合之前我们不想轻易使用烙铁,否则如果焊错了零件就会有麻烦。
要制作安装底座,您需要:
准备一块 20x16 厘米的有机玻璃作为 X 轴(厚度应约为 5 毫米)。
为 Y 轴准备两块 14x4 厘米的有机玻璃(与上述厚度相同)。
大约 20 个螺母、螺钉和垫圈。
一些垫圈。
四个支撑角(最好由塑料制成)
如果没有有机玻璃,您还可以使用木材、金属或 CD 和 DVD 驱动器上的废料。
工具:
螺丝刀
铁
焊接
电钻
切割工具
强力胶
第2步:步进电机
首先,我们需要拆卸DVD/CD驱动器。 您必须取下上面的步进电机。 如图1所示,用螺丝刀将其拆成八块,取出滑轨。
好的,现在我们有两个步进电机,下一步是在它们上焊接一些电线作为备用。 开始之前,请参见下面的图 2。 接下来我们需要找到最佳的线路组合雕刻机三轴软件教程,所以我们可以拿出万用表,用两个鳄鱼夹夹住线路(如图3所示),然后将其置于“短路”功能上。 一般来说,第一根和第二根导线会闭合电路,LED会亮起并发出警报声,但这也意味着我们已经找到了第一个电机,而第三条和第四根导线就会通向第二个电机。
在本数控绘图仪中,使用第 1 行和第 3 行的步进电机为第一项电机,使用第 2 行和第 4 行的步进电机为第二项电机。
一旦我们找到了线路组合,我们就可以开始下一步。
第三步:安装底座、X轴、Y轴
X轴:
首先将步进电机放在一块较大的有机玻璃上,然后用记号笔标记其位置,以便稍后为螺钉钻孔。 确保其位置准确,然后用电钻钻孔,并用螺钉将电机紧固。
下一步是准备四个支撑角。 找到他们的位置并用记号笔标记它们。 它们之间的距离为 5 毫米。 然后,如图2所示,为其钻8个螺孔,并用螺钉固定。
Y 轴:
将另一个步进电机放在两块有机玻璃上,并用记号笔标记其位置,然后重复上述步骤,在有机玻璃上打四个孔,用螺钉将其固定。
然后将两块有机玻璃放在X轴上较大的一块有机玻璃上,然后重复上述步骤进行固定。
完整组装:
钻完需要钻的孔,安装上改装好的螺丝后,我们的组装就完成了。 我将一块金属板固定在 X 轴上的有机玻璃上,然后在上面贴上便利贴,以便绘图仪在其上绘图。 一般便签纸的尺寸为75x75毫米,但我们的绘图仪只能绘制40x40毫米的图片,因此您需要相应修改其尺寸。 请记住,精度在这个项目中非常重要。
第四步:Z轴
这可能是结构中最复杂的部分。
要将其安装在 Y 轴上,您需要一个平坦的表面。 在这个平面上,需要安装伺服电机(Z轴)和笔架。 在伺服电机的驱动下,绘图笔必须正常上下移动。 如果还不清楚,请参考上图了解。
提示:发挥你的想象力。
第五步:电路
完成第四步之后,我们的基础硬件部分就完成了。 现在我们可以开始制作电路并测试X轴和Y轴的步进电机。
上图为面包板的电路图。
完成此步骤需要您的耐心。 下一步我们还将测试X轴和Y轴的步进电机。 如果工作不正常雕刻机三轴软件教程,需要及时改变线路的连接方式。
电源供应:
USB 端口无法提供足够的电流,因此您必须添加另一条 USB 电缆。 接通电源后,电压仍然是5V,但电流增加了一倍。
注意:
如果您想使用其他硬件,例如电机端罩或步进电机驱动电路,则必须修改上述电路和Arduino代码。 当然具体的修改细节我无法帮你。 您可以在网上搜索相关教程。
第六步:测试X轴和Y轴步进电机
下面是我们用来测试X轴和Y轴的代码,您可以使用Codebender将其嵌入到Arduino开发板中。
Codebender 是一个在线 Arduino IDE。 您可以直接在浏览器上对 Arduino 开发板进行编程。 只需单击“RunonArduino”按钮即可启动。 非常推荐大家尝试一下。
X轴:
测试时,必须保证X轴电机能够前后移动(上图中黑色箭头)。
代码下载
Y 轴:
测试时,必须保证Y轴电机能够从左向右移动(上图中红色箭头)。
第七步:CNC代码
下面是我们将使用的主要 CNC 代码。 您可以使用Codebender将其嵌入到Arduino开发板中。
在此步骤中,您的绘图笔将会出现。 如果它没有响应,您需要修改 penUp 和 penDown 变量,以便调整伺服电机(只需单击“编辑”按钮)。
单击“RunonArduino”按钮从浏览器对您的开发板进行编程。
第8步:GCTRL程序
现在我们可以开始画我们的第一幅画了。 但这里我们还需要一个名为 gctrl.pde 的处理程序,它可以将 gcode 图片发送到 CNC 绘图仪。
那么gcode是什么? 事实上,它是一个包含相关X、Y、Z轴坐标信息的文档。 头文件的坐标值设置如下:
M300S30.00(伺服电机向下)
G1X20.00Y10.00F2500.00
M300S50.00(伺服电机向上)
您可以单击链接下载处理器,然后找到可以打开它的相关软件,然后单击“播放”按钮启动程序。
按照上图中的说明进行操作:
单击“p”并选择您的 Arduino 串行端口。
单击“g”并选择“TEXT.gcode”或“gear.gcode”文档。
(如果发生错误,请单击“x”停止绘图仪并重试。)
第9步:如何制作自己的gcode文档
要制作自己的 gcode 文档,您必须使用 Inkscape。
Inkscape 是一款免费的专业高质量矢量图形软件,可以在 Windows、MacOSX 或 Linux 上流畅运行。 它不仅是专业设计师的最爱,也是业余爱好者的神器。 您可以使用此软件创建插图、图标、地图、徽标等。 Inkscape的原生格式是W3CopenstandardSVG,它也是一个开源软件。 您可以点击链接下载该软件(记得下载0.48.5版本)。
下载完成后,您需要安装一个附加组件,以便将输出图像转换为gcode文档。 以下是此附加组件的下载链接。 软件有安装提示,轻松上手。
Inkscape 设置
首先打开Inkscape,进入文件菜单点击“documentProperties”,然后根据上图1的提示进行相关调整(记得将相关单位调整为厘米)。 设置完成后,您可以关闭窗口。 接下来我们将在屏幕上使用4到8厘米的空白区域(图2)。
如何绘制文字
对于文本,您可以修改其方向和大小。 步骤:点击光标设置文字大小(如图3所示),在面板上选择Path,点击下拉菜单中的“ObjecttoPath”。
如何画图
这一步比绘制文本困难得多,因为图像的背景必须是透明的。 将图像拖入Inkscape中,然后单击“确定”进入下一个界面。 现在您可以调整图像大小(图 4)。 步骤:单击菜单中的Path,选择“TraceBitmap”,然后如图5所示进行修改。完成后,单击“确定”并关闭窗口。 接下来我们要调整灰度图像并删除其背景颜色。 然后再次单击“路径”并选择“Objecttopath”。 图6将教您如何删除图像轮廓。
以 gcode 文档格式输出
最后,返回“文件”菜单,单击“另存为 gcode 文件”,然后在下一个屏幕上单击“确定”,就完成了。 然后您就可以愉快地使用 gctrl 应用程序在 Arduino CNC 绘图仪上绘图了。
第10步:完成
如果你能一步步按照以上步骤操作,相信你已经制作出了属于自己的数控绘图仪。 我希望你喜欢它。