Arduino-ga asoslangan CD-disklardan lazerli CNC mashinasi. O'z qo'lingiz bilan plotter yasash Printerdan o'z qo'lingiz bilan Arduino plotter

Plotterlar shunday qurilmalardir avtomatik rejim qog'oz, gazlama, charm va boshqa materiallarga chizmalar, chizmalar, sxemalarni berilgan aniqlikda chizish. Kesish funktsiyasi bo'lgan uskunalar modellari keng tarqalgan. Uyda o'z qo'llaringiz bilan plotter qilish juda mumkin. Buni amalga oshirish uchun sizga eski printer yoki DVD diskining qismlari, ma'lum dasturiy ta'minot va boshqa materiallar kerak bo'ladi.

DVD diskidan kichik plotterni o'zingiz yasash nisbatan oddiy. Bunday qurilma arduinoda markali hamkasbiga qaraganda ancha arzonga tushadi.

Yaratilgan qurilmaning ish maydoni 4 dan 4 sm gacha bo'ladi.

Ishlash uchun sizga quyidagilar kerak bo'ladi materiallar:

elim yoki ikki tomonlama lenta;
lehimlash uchun lehim;
jumperlarni o'rnatish uchun simlar;
DVD drayveri (2 dona), undan step motor olinadi;
Arduino uno;
servo vosita;
mikrosxema L293D (motorlarni boshqaradigan haydovchi) - 2 dona;
lehimsiz non taxtasi (o'tkazgichlar to'plamiga ega plastik taglik). elektr toki ulagichlar).

Rejalashtirilgan loyihangizni hayotga tatbiq etish uchun siz bunday narsalarni to'plashingiz kerak asboblar:

lehim temir;
tornavida;
mini matkap.

Tajribali havaskorlar elektron uy qurilishi mahsulotlari yanada funktsional qurilmani yig'ish uchun qo'shimcha qismlardan foydalanishi mumkin.

O'rnatish bosqichlari

Cnc plotterni yig'ish quyidagi algoritmga muvofiq amalga oshiriladi:

tornavida yordamida 2 ta DVD drayverini qismlarga ajratib oling (natija quyidagi fotosuratda ko'rsatilgan) va ulardan step motorlarini chiqarib oling va qolgan qismlardan kelajakdagi chizgich uchun ikkita yon tayanchni tanlang;

Demontaj qilingan DVD disklari

tanlangan tagliklar vintlar yordamida ulanadi (ularni oldindan o'lchamiga moslashtirgan), shu bilan quyidagi fotosuratda bo'lgani kabi X va Y o'qlarini oladi;

Yig'ishdagi X-Y o'qlari

Z o'qi X o'qiga biriktirilgan, ya'ni ushlagich bilan servo haydovchi fotosuratda ko'rsatilganidek, qalam yoki qalam uchun;

Y o'qiga kontrplakdan (yoki plastmassadan, taxtadan) yasalgan 5 dan 5 sm gacha bo'lgan kvadratni biriktiring, bu qatlamli qog'oz uchun asos bo'lib xizmat qiladi;

Qog'oz asosi

berish orqali yig'ish Maxsus e'tibor step motorlarini ulash, quyida keltirilgan diagramma bo'yicha lehimsiz taxtadagi elektr davri;

Elektr ulanish diagrammasi

funksionallikni tekshirish uchun kodni kiriting X-Y o'qlari;
uy qurilishi mahsulotining ishlashini tekshiring: agar step motorlari ishlayotgan bo'lsa, unda qismlar diagramma bo'yicha to'g'ri ulangan;
ishlab chiqarilgan CNC plotteriga ishchi kodni (Arduino uchun) yuklang;
G-kod bilan ishlash uchun exe dasturini yuklab oling va ishga tushiring;
kompyuteringizga Inkscape dasturini (vektorli grafik muharriri) o'rnating;
unga G-kodni tasvirlarga aylantirish imkonini beruvchi qo'shimchani o'rnating;
Inkscape ishini sozlash.

Shundan so'ng, uy qurilishi mini plotter foydalanishga tayyor.

Ishning ba'zi nuanslari

Koordinata o'qlari joylashgan bo'lishi kerak bir-biriga perpendikulyar. Bunday holda, ushlagichga o'rnatilgan qalam (yoki qalam) servo haydovchi yordamida hech qanday muammosiz yuqoriga va pastga harakatlanishi kerak. Agar step drayverlari ishlamasa, ular L293D chiplariga to'g'ri ulanganligini tekshirishingiz va ishlaydigan variantni topishingiz kerak.

X-Y o'qlarini sinash uchun kod, plotterning ishlashi va qo'shimcha bilan Inkscape dasturini Internetda yuklab olish mumkin.

G-kod - bu fayl X-Y-Z koordinatalari. Inkscape ushbu kod bilan plotterga mos keladigan fayllarni yaratishga imkon beruvchi vositachi sifatida ishlaydi, keyinchalik u elektr motorlarining harakatiga aylanadi. Kerakli rasm yoki matnni chop etish uchun avval uni Inkscape dasturi yordamida G-kodga aylantirishingiz kerak, keyin esa chop etish uchun yuboriladi.

Quyidagi videoda DVD diskidan uy qurilishi plotterining ishlashi ko'rsatilgan:

Printerdan plotter

Plotterlar turli mezonlarga ko'ra tasniflanadi. Mexanik, elektrostatik yoki vakuumli vositalar yordamida tashuvchi harakatsiz o'rnatiladigan qurilmalar deyiladi. planshet. Bunday qurilmalar, agar ular tegishli funktsiyaga ega bo'lsa, oddiygina tasvirni yaratishi yoki kesib tashlashi mumkin. Bunday holda, gorizontal va vertikal kesish mavjud. Media parametrlari faqat planshetning o'lchami bilan cheklangan.

Kesuvchi plotter qayiqning boshqa nomi. U o'rnatilgan kesuvchi yoki pichoqqa ega. Ko'pincha tasvirlar qurilma tomonidan quyidagi materiallardan kesiladi:

oddiy va foto qog'oz;
vinil;
karton;
har xil turdagi filmlar.

Printerdan tekis bosma yoki kesish plotterini yasashingiz mumkin: birinchi holda ushlagichga qalam (qalam), ikkinchisida esa pichoq yoki lazer o'rnatiladi.

Uy qurilishi planshet plotter

Qurilmani o'z qo'llaringiz bilan yig'ish uchun sizga quyidagi komponentlar va materiallar kerak bo'ladi:

step motorlar(2), printerlardan qo'llanmalar va vagonlar;
Arduino (USB mos) yoki mikrokontroller (masalan, ATMEG16, ULN2003A), kompyuterdan buyruqlarni aktuatorlarning harakatiga olib keladigan signallarga aylantirish uchun ishlatiladi;
lazer quvvati 300 mVt;
quvvat bloki;
viteslar, kamarlar;
boltlar, yong'oqlar, yuvuvchilar;
asos sifatida organik shisha yoki taxta (kontrplak).

Lazer nozik plyonkalarni kesish va yog'ochni yoqish imkonini beradi.

Planshet plotterining eng oddiy versiyasi quyidagi ketma-ketlikda yig'iladi:

tanlangan materialdan poydevor yasash, strukturaviy elementlarni murvat bilan bog'lash yoki ularni yopishtirish;

teshiklarni burang va ularga quyidagi fotosuratda bo'lgani kabi qo'llanmalarni joylashtiring;

Qo'llanmalarni o'rnatish

qalam yoki lazerni o'rnatish uchun aravachani yig'ish;

Qo'llanmalar uchun teshiklari bo'lgan vagon

mahkamlagichni yig'ish;

Marker uchun o'rnatish

Qulflash mexanizmi

quyida ko'rsatilgan tuzilmani olgan holda qadam motorlarini, tishli g'ildiraklarni, kamarlarni o'rnatish;

Yig'ilgan uy qurilishi plotter

elektr zanjirini ulang;
kompyuterga dasturiy ta'minotni o'rnatish;
qurilmani tekshirgandan so'ng ishga tushiring.

Agar Arduino dan foydalaning, keyin yuqorida muhokama qilingan dasturlar mos keladi. Turli mikrokontrollerlardan foydalanish turli xil dasturlarni o'rnatishni talab qiladi.

Kino yoki qog'ozni (kartonni) kesish uchun pichoq o'rnatilganda, uning penetratsion chuqurligi eksperimental ravishda to'g'ri sozlanishi kerak.

Yuqoridagi dizaynni yaxshilash mumkin avtomatlashtirishni qo'shish. Parametrlar bo'yicha qismlar mavjud bo'lganlar asosida eksperimental ravishda tanlanishi kerak. Ba'zilarini qo'shimcha ravishda sotib olish kerak bo'lishi mumkin.

Plotterlar uchun ko'rib chiqilgan ikkala variant ham, agar sizda eski keraksiz uskunalar va xohishingiz bo'lsa, mustaqil ravishda amalga oshirilishi mumkin. Bunday arzon qurilmalar chizmalarni chizish va turli tasvirlar va shakllarni kesishga qodir. Ular sanoat analoglaridan uzoqdir, lekin agar siz tez-tez chizmalarni yaratishingiz kerak bo'lsa, ular ishni sezilarli darajada osonlashtiradi. Bundan tashqari, dasturiy ta'minot Internetda bepul mavjud.

Hammaga salom.

Kontseptsiya

Tasavvur qilish qiyin, lekin ba'zi universitetlarda siz hali ham qo'lda grafik chizishingiz kerak (kompyuter shaytonning ishi, albatta...). Bu meni shunchalik g'azablantirdiki, men foydalanadigan grafik mashinasini qurishga qaror qildim. Mening plotterim har qanday HPGL chizmalarini qog'ozga chop etishi mumkin.

Menga ham alohida ko'rinish kerak edi dasturiy ta'minot. U nafaqat qurilmani boshqarishi, balki jadvallarni ishlab chiqish va saqlash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Shuning uchun men mavjud CNC dasturlarini ishlatish o'rniga o'z dasturimni yozishga qaror qildim.

Men qurilmani boshqarish uchun ATMEG16 mikrokontrolleridan foydalandim. U kompyuterning USB portiga ulangan USB-RS232 konvertor (FT232) orqali ma'lumotlarni qabul qiladi. Ma'lumotlar mening shaxsiy aloqa protokolim yordamida uzatiladi, bu haqda keyinroq muhokama qilinadi. Xi Yosi uchun men eski skanerlardan ikkita step motorini topdim. Ular o'rnatilgan mexanizmga ega, shuning uchun moment nazoratni murakkablashtirmasdan ortadi. Z o'qi oddiy elektromagnitdir (eski printerdan, men ishonaman). Bularning barchasi HP printeridan quvvat manbai bilan quvvatlanadi.

Kerakli ehtiyot qismlar va asboblar.

Loyihaga taxminan 25 dollar sarfladim (Polshada hamma narsani sotib oldim, boshqa mamlakatlarda narxlar farq qilishi mumkin).

Bu roʻyxat:

Sizga ham kerak bo'ladi:

Lehimlovchi temir
Qaychi
Zımpara (120-150)
Yelim quroli
Bir oz elim (super elim, yog'och elim, issiq elim)

1-qadam: Dizayn va tayyorgarlik

Loyiha Blenderda (3D modellashtirish dasturi) modellashtirilgan.

Yashil "quti" - bu oziq-ovqat. Sariq "quti" boshqaruvchidir. Moviy "quti" - LCD displey.

Kehribar rangli qismlar laminatdan qilingan. Moviy qismlar plexiglassdir.

Step motorlar, elektromagnit - quyuq kulrang qismlar.

Step motorlar, elektromagnit va chegara kalitlari quyuq kulrang.

PDF faylida siz plexiglass qismlarining chizmalarini topasiz. Polshada ham kesish juda arzon. 3 mm pleksiglasdan tayyorlangan qismlarga buyurtma berishingiz kerak.

X va Yoshi slayderlari haqida bir necha so'z - bu faqat mebel uchun relslar.

2-qadam: Lehimlash

Yuqorida aytganimdek, qurilma ATmega16 tomonidan boshqariladi. U step motorlari va elektromagnitlarni boshqaradi. Shuningdek, u LCD displeyga ma'lumotlarni yuboradi.

Kompyuter bilan aloqa qilish uchun men FT232RL chipidan (USB-UART konvertori) foydalandim. Men o'z aloqa protokolimdan foydalandim. Bu ikkita TCMT1109 optokupllari bo'lib, ular kompyuterni kontrollerdan elektr izolyatsiya qilish uchun ishlatiladi. USB-UART konvertorini FTProg (quyida biriktirilgan XML fayli) yordamida qayta dasturlash kerak.

Bundan tashqari, doskada 4 ta kalit mavjud. Bittasi protsessorni qayta tiklash uchun kerak (bu sinov paytida foydali bo'ldi), ammo qolganlari kelajakda foydalanish uchun o'rnatildi. Hozirgi vaqtda o'rta kalit ("OK") boshlash buyrug'ini olish uchun ishlatiladi (bu haqda keyinroq yozaman).

Bugun men nihoyat o'ymakorning o'zini tugatdim va uni sinab ko'rdim.

Endi hamma narsa haqida tartibda gaplashaylik.

Dastlab g'oya yig'ish edi lazerli o'ymakor Men NeJening Ali Ekspressdagi hunarmandchiligini ko'rganimda tug'ilgan - DVD disklaridagi o'yuvchi.

Narxi 4-5 ming rubl, qimmat. Ammo o'yinchoq qiziqarli ko'rinadi.

Men Internetda o'tirdim va YouTube'da videolarni ko'rdim. O'zingizni yig'ish qiyin emasdek tuyuladi.

Menda Epson inkjet printeridan bir nechta step motorlar bor edi (bir inqilob uchun 25 qadam kabi), bir oz alyuminiy profil Leroydan.

Men bor narsamdan shunga o'xshash narsani tasvirlashga qaror qildim. Faqat 2 ta eksa bo'lar edi.

Men haydovchi uchun kamarlardan foydalanishga qaror qildim, bu oddiyroq.

Printerlardan qolgan qo'llanmalarga asoslanib, men o'lchamni taxmin qildim va bazani yig'dim. Dvigatelni, kamar kuchaytirgichni, yo'riqnomalarni mahkamladim, harakatlanuvchi stolni o'rnatdim va kamarni mahkamladim.

O'rnatilgan kamar bilan fotosuratlar qolmadi.

Hammasi yaxshi bo'lar edi, lekin stol step motorining atigi 2,5 aylanishida chekkadan chetga yugurdi. Bunday sxema aniq joylashishni ta'minlamaydi.

Men kamar diskini qismlarga ajratib qo'ydim, M5 o'tkazgich vinti uchun kontaktlarning zanglashiga olib kelishi haqida o'ylay boshladim va undan voz kechdim.

Ishlar ko'p edi, vaqt yo'q edi.

O'sha paytda bir do'stim menga bir nechta DVD disklarini qismlarga ajratish uchun berdi. DVD RW yozuvchisi Sony va bir nechta CD-RW DVD-ROM LG.

Sinov sifatida gravyurani qismlarga bo'lib yig'ishga qaror qildim DVD drayveri. U qayerdan ketgan bo'lsa, u nimaga keldi. Bu meni qiziqtiradimi yoki yo'qligini tushunish uchun bu etarli bo'ladi.

Gravürni kompakt diskning korpusiga o'rnatish menga estetik bo'lmagandek tuyuldi. Men turli xil alyuminiy profillardan o'yuvchi uchun ramka yig'ishga qaror qildim. Menda 20x20x1.5 kvadrat, 20x20x1.5 burchak, 60x2 dasta va 12x15x2 U shaklidagi profil bor edi. Profil bilan ishlashni yaxshilash uchun o'zimga yana bir vazifa qo'ydim. Alyuminiy yomon materialdir, burg'ulash paytida matkap uzoqlashadi, kesish paytida qo'l titraydi yoki pichoq tishlaydi. Umuman olganda, ko'nikmalarni o'rgatish va charxlash uchun bu ortiqcha emas. Kelajakda men Leroydan profilga printer yig'ishni rejalashtirmoqdaman.

Ramka perchin bilan mahkamlangan. Tez va ishonchli.

Agar maqsad uni arzon va quvnoq qilish bo'lsa, siz uni haydovchidan korpusga yig'ishingiz mumkin va kerak.

X o'qi uchun LG-ning bir qismini va Y o'qi uchun Sony-ning bir qismini ishlatdim. Men ikkala haydovchining harakatlanuvchi vagonlaridan qo'limdan kelganini olib tashladim. Bizga bu kerak bo'lmaydi.

Ikkala eksa uchun men printerda turli xil bo'shliqlarni ishlab chiqdim va chop etdim. Y o'qida ip bilan.

X o'qi uchun qisqa bo'shliqlar

Y o'qi uchun men stol stendini ishlab chiqdim va chop qildim. Men uni vagonga superglue bilan yopishtirdim.

Men stol sifatida 6 mm pleksiglasdan foydalanardim. Gravürni yig'gandan so'ng, men plexiglassni superglue bilan bosib chiqarish stoliga yopishtirdim.

Menga har xil yong'oqlar, shimlar va qistirmalar o'rniga printerda turli xil mahkamlagichlarni chop etish qulay edi. Yelim qurollari yoki snot yo'q :)

Men taglik va ustunlar uchun 20x20 kvadrat profildan 4 qismni kesib tashladim.

Avval X o'qi bo'ylab vagonni o'rnatish uchun taglikni yig'dim

Y o'qi bo'ylab harakatlanadigan, aravachaga ega bo'lak tokchalar orasiga sig'ishi uchun 20x20x1,5 burchakli bir bo'lak kerak edi.

Y o'qi uchun asosni yig'ilgan ikki dona kvadrat profil va alyuminiy tasma. Perchin bilan mahkamlangan.

X o'qi portalini mustahkamlash uchun po'lat burchaklarni o'z joyiga o'rnatdim.

Men Leroy po'lat burchaklaridan X o'qi ushlagichlari sifatida foydalanardim. 14 rubldan.

Va barchasini bir joyga qo'ying.

X elektronikani ulash uchun portalning orqa tomoniga 2 ta burchakni perchinladi.

Deyarli mexanik ravishda amalga oshiriladi. Orqa tomonda men printerda chop etilgan ajratgichlar orqali uy qurilishi miyalarini burab oldim.

Onam step motorlariga simlar va ulagichlarni lehimladi

Alida boshqaruvchi bilan tayyor lazerni sotib olish qimmatga tushadi, oxirida men lazer uchun faqat TTL kontroller sotib oldim.

Shunga o'xshash:

250 va bir necha kopek rubl uchun.

Lazer diodi Sony diskidan olingan. Ob'ektivni LG diskidan oldim. Kvadrat korpusdagi lazer diodi U shaklidagi profilga o'rnatildi, lazerli modul juda mahkam o'rnatildi va uning oldiga LG kompaniyasining linzalari to'plami, fokuslash bobinlari va boshqa tripelar joylashtirildi. U kenglik va balandlikda juda mos keladi. Ushbu parametrda fokus uzunligini lazerdan linzaga sozlash mumkin bo'ladi.

Fotosurat qisman lazer modulining dizaynini ko'rsatadi.

Lehimli simlar bilan lazerli diod va uning oldida ob'ektiv.

Men lazer modulini X aravachasiga kabel rishtalari bilan mahkamlashdan ko'ra yaxshiroq va osonroq narsani o'ylay olmadim. Bu juda ishonchli va siz lazerdan ish qismigacha bo'lgan masofani sozlashingiz mumkin.

Men elektronikani ish joyida o'yuvchiga lehimladim. Yig'ib bo'lgach, men o'yinchoqimni hamkasblarimga ko'rsatdim. Va u boshlandi: agar u qog'ozni va qora elektr lentasini va ko'k lentani kessa va lehim parchasini qora rangga bo'yasa, u eriydimi? :)

Men sizga aytamanki, lazer karton, qora elektr lenta va qora polietilen kesiklarda iz qoldiradi. Karton kesmalarida ko'k lenta.

Umuman olganda, o'yinchoq kulgili bo'lib chiqdi.

Allaqachon uyda. Lazer emitent uzunligi kesilgan. TTL ro'molni profil ichiga yashirdi.

Rasmlarni g-kodga aylantirish dasturi CHPU deb ataladi.

GRBLController routerini boshqaradi.

Rasmni o'yib yozadi. Birinchisi, ta'bir joiz bo'lsa, la'nat. Mening avatarim bilan solishtiring :)

Tabiiyki, siz o'yma rejimini tanlashingiz kerak. Va puflash uchun kichik fan chiqib ketish tutunini puflash uchun zarar qilmaydi. Karton varaqda o'yilgan.

Men proshivkani GRBL 1.1f bilan plataga yukladim, bu plata haqidagi yozuvda.

Mikrodastur sozlamalari haqida:

DVD drayveri step motori ko'pincha aylanish uchun 20 qadamga ega.

Vida qadami 3 mm.

1 mm uchun 20/3=6,666666666667 qadam

a4988 drayverlarida mikro qadam 16 ga o'rnatilgan.

Shunga ko'ra, 6,666666666667*16=106,67

A4988 drayverlaridagi kuchlanish (haydovchidagi 100 Ohm qarshilik uchun) 0,24 V ga o'rnatildi.

Lazerli o'yma rejimini yoqish uchun siz proshivkaga kirishingiz kerak

Menda PWM bilan Arduinoning 11-oyog'iga ulangan lazer (kontroller orqali) bor.

Bular. Lazer quvvati sozlanishi va lazerni dasturiy ravishda yoqish va o'chirish mumkin.

Lazerni yoqish uchun buyruq bering

Vagon harakatlanmaguncha lazer yoqilmaydi.

Lazerni o'chirish uchun buyruq

Agar biror narsa haqida gapirishni unutgan bo'lsangiz, so'rang.

Takror aytaman, o'yinchoq qiziqarli bo'lib chiqdi, men o'yinchoqdan mamnunman.

Bir kun kelib men katta o‘ymakorni tugatishga kirishaman.

KO'ZINGIZDAN Ogoh BO'LING! Ko'zlaringiz bilan to'g'ridan-to'g'ri va aks ettirilgan lazer nurlari bilan aloqa qilishdan saqlaning. Operatsion lazerga maxsus ko'zoynaksiz qaramang. Gravür ishlayotgan vaqtda uy hayvonlarini undan uzoqroq tuting!

U meni ogohlantirganidek.

Ushbu maqolada sizga o'z qo'llaringiz bilan plotterni qanday qilishni aytamiz. Natijada, siz Arduino-da o'zingiz tomonidan yozish dastagi bilan yaratilgan aqlli va arzon mini CNC plotterni olasiz. Aksariyat ehtiyot qismlar 3D printerda chop etiladi, ammo sizda yo'q bo'lsa ham, siz o'z qo'llaringiz bilan plotter yasashingiz mumkin - faqat mos qismlarni topishingiz kerak. Dvigatel sifatida siz Nema motorlarini yoki printerlardan ishlaydigan step motorlarini ishlatishingiz mumkin.

Taqdim etilgan plotterning asosiy afzalligi uning ramkasi bo'lib, unga juda ko'p imkoniyat beradi ixcham ko'rinish. Elektronika oddiy: bu plotter Arduino Nano mikrokontrolleri tomonidan boshqariladi. Bundan tashqari, sizga IC drayveri kerak bo'ladi (odatda LED lampalar dizaynida ishlatiladi).

Bunday plotter, albatta, o'rnini bosa olmaydi original qurilma qayta ishlash sifati nuqtai nazaridan, lekin DIY kesish plotter uy ustaxonasida ba'zi vazifalarni bajarish uchun juda mos keladi.

Siz ham tajriba qilishingiz mumkin har xil turlari chizma mashinalari, shu jumladan barabanli plotter, V-chizuvchi plotter va rolikli chizma roboti. Chizma deyish to'g'riroq bo'ladi, chunki kesuvchi o'rniga bu plotter oddiy qalamdan foydalanadi. Bunday qurilma yordamida siz otkritkalar, plakatlar, chizmalar, diagrammalar va boshqalarni chizishingiz mumkin.

DIY CNC PLOTER

Esda tutingki, DIY CNC plotter asl qurilmani almashtira olmaydi. Ushbu qurilma yordamida siz oddiy tasvirlarni chizishingiz mumkin, shuning uchun bunday plotterni yig'ish tajriba sifatida qabul qilinishi kerak. dan video bosqichma-bosqich yaratish DIY arduino plotter:

Agar siz yangi boshlovchi bo'lsangiz ham, o'zingiz CNC plotterini o'zingiz yasashga harakat qiling, chunki bu sizga CNC dunyosida tezlikni oshirishga yordam beradi.

DARXTON tomonidan tarjima qilingan.