如何制作CNC繪圖儀

第1步：什么是繪圖儀

因?yàn)槲乙呀?jīng)為初學(xué)者做了這個(gè)教學(xué)，我應(yīng)該首先詳細(xì)解釋什么是繪圖機(jī)及其工作原理！

正如維基百科中所定義的，CNC代表計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，機(jī)器是一種計(jì)算機(jī)控制的結(jié)構(gòu)，它通過從計(jì)算機(jī)發(fā)送的串行端口接收指令，并根據(jù)接收到的指令移動(dòng)其執(zhí)行器。這些機(jī)器中的大多數(shù)是基于步進(jìn)電機(jī)的機(jī)器，其中包括主軸的步進(jìn)電機(jī)。

提到“軸”的另一個(gè)詞，是的，每臺(tái)CNC機(jī)床都有一個(gè)由計(jì)算機(jī)控制的定義軸數(shù)程序。

在我們的案例中，我們制造的CNC繪圖儀是雙軸機(jī)床“圖1中的細(xì)節(jié)”，其軸上有一個(gè)小型步進(jìn)電機(jī)“步進(jìn)式圖2”這些步進(jìn)機(jī)將移動(dòng)一個(gè)托盤并使其在雙軸平面中移動(dòng)，以使用繪圖筆創(chuàng)建繪圖設(shè)計(jì)。筆將使用我們結(jié)構(gòu)中的第三個(gè)引擎進(jìn)行固定和釋放，這將是一個(gè)伺服電機(jī)。

步驟2：步進(jìn)電機(jī)是主要執(zhí)行器

步進(jìn)電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)是無刷直流電機(jī)電動(dòng)機(jī)將整個(gè)旋轉(zhuǎn)分成多個(gè)相等的步驟。然后可以命令電機(jī)的位置在這些步驟中的一個(gè)步驟中移動(dòng)和保持，而無需任何用于反饋的位置傳感器（開環(huán)控制器），只要電機(jī)在扭矩和速度方面的尺寸小心應(yīng)用即可。 》第一節(jié)，從哪里獲得我們項(xiàng)目的步進(jìn)電機(jī)，非常簡單，只需抓住一個(gè)舊的DVD閱讀器，如上圖圖片1 中的那個(gè)，我有2美元，比所有您需要做的是拆卸它以提取步進(jìn)電機(jī)及其支撐，因?yàn)樗@示圖片3 ，我們將需要其中兩個(gè)。

從DVD讀取器獲取電機(jī)后，您應(yīng)該通過識(shí)別電機(jī)線圈結(jié)束使它們準(zhǔn)備就緒。每個(gè)步進(jìn)電機(jī)都有兩個(gè)線圈，使用萬用表，您可以通過測(cè)量電機(jī)引腳連接器“如圖5 ”之間的電阻來識(shí)別線圈末端，對(duì)于每個(gè)線圈，應(yīng)測(cè)量大約100歐姆。識(shí)別出電機(jī)線圈后，只需焊接一些電線即可通過它們控制電機(jī)“見圖6”

步驟3：電路圖

我們機(jī)器的核心是 arduino Nano 開發(fā)板，它將根據(jù)從計(jì)算機(jī)收到的指令控制每個(gè)執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)，為了控制這些步進(jìn)電機(jī)，我們需要一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來控制每個(gè)執(zhí)行器的速度和方向。

在我們的例子中，我們將使用 L293D H橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)器“參見圖3“它將接收arduino通過其輸入發(fā)送的電機(jī)命令，并使用其輸出控制步進(jìn)電機(jī)。

為了將所有需要的部件與我們的Arduino板連接起來我已經(jīng)制作了電路圖顯示圖1，您應(yīng)該對(duì)步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)采用相同的連接。

圖2通過電路原理圖詳細(xì)說明uit圖以及它應(yīng)該是Arduino和其他組件之間的鏈接，確保您可以根據(jù)需要調(diào)整這些鏈接。

步驟4：PCB制作（由JLCPCB制作） ）

關(guān)于JLCPCB

JLCPCB（深圳市佳力創(chuàng)電子科技發(fā)展有限公司）是中國最大的PCB原型企業(yè)，是一家專業(yè)從事快速PCB的高科技制造商原型和小批量PCB生產(chǎn)。憑借在PCB制造領(lǐng)域超過10年的經(jīng)驗(yàn)，JLCPCB在國內(nèi)外擁有超過20萬客戶，每天有超過8，000個(gè)PCB原型和少量PCB生產(chǎn)的在線訂單。年生產(chǎn)能力為200，000平方米。適用于各種1層，2層或多層PCB。 JLC是一家專業(yè)的PCB制造商，具有規(guī)模大，設(shè)備精良，管理嚴(yán)格，質(zhì)量上乘的特點(diǎn)。

談?wù)?a target="_blank">電子產(chǎn)品

制作電路圖后，我將其轉(zhuǎn)換為PCB設(shè)計(jì)，制作出“見圖5，6，7，8”，以制作PCB，我選擇JLCPCB作為最好的PCB供應(yīng)商和最便宜的PCB供應(yīng)商來訂購我的電路。使用它們可靠的平臺(tái)所有我需要做的是點(diǎn)擊上傳gerber文件并設(shè)置一些參數(shù)，如PCB厚度顏色和數(shù)量，然后我只花了2美元才能在5天后獲得我的PCB。因?yàn)樗@示了相關(guān)方案的“圖1，2，3，4”。

相關(guān)下載文件

您可以從此處獲取Circuit（PDF）文件。正如您在上面的圖片中看到的那樣，PCB制造得非常好，并且我已經(jīng)為我們的主板制作了相同的PCB設(shè)計(jì)，所有標(biāo)簽和徽標(biāo)都可以在焊接步驟中為我提供指導(dǎo)。如果您想訂購相同的電路設(shè)計(jì)，也可以從此處下載此電路的Gerber文件。

步驟5：為您的機(jī)器設(shè)計(jì)支持！

為了給我們的機(jī)器帶來更好的外觀，我決定使用 Solidworks軟件設(shè)計(jì)這三個(gè)部分“見圖1”，這些部件將幫助我們將DVD閱讀器組裝在一起，我已經(jīng)獲得了這些部件的DXF文件，并且在我的朋友的幫助下 FabLab Tunisia 我已經(jīng)有了設(shè)計(jì)的零件生產(chǎn)使用數(shù)控激光切割機(jī)，我們使用5毫米MDF木材材料來生產(chǎn)這些零件。另一個(gè)設(shè)計(jì)是繪圖筆架，我通過3D打印過程得到它。

第6步：成分

現(xiàn)在讓我們回顧一下這個(gè)項(xiàng)目所需的必要組件，我正在使用上面提到的Arduino Nano ，它將是我們機(jī)器的核心。該項(xiàng)目還包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶有驅(qū)動(dòng)器IC和伺服電機(jī)。你會(huì)發(fā)現(xiàn)一些推薦的亞馬遜鏈接用于相應(yīng)的項(xiàng)目

為了創(chuàng)建這類項(xiàng)目我們需要：

我們從JLCPCB訂購的PCB

Arduino nano

2 x L293D H橋驅(qū)動(dòng)程序

2個(gè)IC插座DIP 16針

1 x IC插座DIP

SIL和螺絲頭連接器

1 x伺服電機(jī)SG90

2 x DVD閱讀器

3D打印部件

激光切割部件

用于裝配的一些螺釘

我們從JLCPCB或任何其他產(chǎn)品獲得的筆繪圖筆

第7步：電子裝配和測(cè)試

我們現(xiàn)在轉(zhuǎn)向所有電子元件的焊接組件。像往常一樣，您會(huì)在頂部絲綢層上找到每個(gè)組件的標(biāo)簽，表明它在板上的位置，這樣您就可以100％確定不會(huì)出現(xiàn)任何焊接錯(cuò)誤。

進(jìn)行一些測(cè)試

焊接完電子元件后“看圖1”，我把DVD讀卡器擰到X軸板上，我對(duì)主板做了同樣的事情，而不是把電機(jī)線放在它們的螺絲頭上做一個(gè)簡單的使用步進(jìn)電機(jī)測(cè)試代碼測(cè)試“見圖2”。如您所見，步進(jìn)器移動(dòng)正常，我們?cè)谡_的路徑上。

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* - Author ： BELKHIR Mohamed *

* - Profession ： （Electrical Ingineer） MEGA DAS owner *

* - Main purpose ： Industrial Application *

* - Copyright （c） holder ： All rights reserved *

* - License ： BSD 2-Clause License *

* - Date ： 20/04/2017 *

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/*

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█???█??????????▄▄?██?█

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█???????▄▄▄▄▄??██????█

─?▄▄▄▄▄?─────?▄▄▄▄▄▄?

*/

#include // Include the stepper Motor librarie

const int stepPerRotation = 20; // Number of steps by turn. Standard value for CD/DVD

// Indicate X axis stepper motor Pins

Stepper myStepperX（stepPerRotation， 8，9，10，11）;

void setup（）

{

myStepperX.setSpeed（100）; // Stepper motor speed

myStepperX.step（100）;

delay（1000）;

myStepperX.step（-100）;

delay（1000）;

}

void loop（） {}

步驟8：裝配機(jī)械零件

我們通過擰緊繼續(xù)組裝我們的結(jié)構(gòu)第二步進(jìn)電機(jī)到Y(jié)軸平臺(tái)“見圖1”。準(zhǔn)備好Y軸后，您將準(zhǔn)備兩個(gè)軸，以便在第一步“見圖2”中創(chuàng)建我們談到的雙軸計(jì)劃。您需要做的就是將兩個(gè)軸放置在90°“見圖3”中。

制作筆架

我們通過放置一把小斧頭準(zhǔn)備筆架進(jìn)入彈簧以固定3D打印的筆架，然后我們將伺服電機(jī)擰到其位置“見圖4”，筆架已準(zhǔn)備就緒，因此我們使用一些熱膠或任何其他方式將其粘貼到Y(jié)軸的托架上為了能夠在步進(jìn)電機(jī)步驟“看圖5”后在Y軸上滑動(dòng)，然后我們將我們的活動(dòng)平臺(tái)固定在X軸的支架上“見圖6”，我們完成了發(fā)動(dòng)機(jī)電線的擰緊他們?cè)诎迳系倪B接器。經(jīng)過一些安排后，我們的機(jī)械設(shè)計(jì)已準(zhǔn)備就緒，可以進(jìn)行操作‘見圖7’。

步驟9：軟件部分

移動(dòng)到軟件部分，我們將結(jié)合三個(gè)軟件以使機(jī)器保持活動(dòng)狀態(tài)，我在下面做了一個(gè)簡短的描述第一張圖片，我們將使用Inkscape軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，生成我們機(jī)器所需的gcode文件，并且為了理解gcode指令，機(jī)器應(yīng)該有自己的代碼，我們將使用Arduino IDE軟件上傳，最后一個(gè)部分是如何將機(jī)器的代碼鏈接到gcode文件，這是由處理軟件執(zhí)行的。

第一步是上傳arduino board scketch，你可以從下面的鏈接下載，不要忘記根據(jù)您的光學(xué)更新步進(jìn)電機(jī)引腳。

準(zhǔn)備Gcode‘Inkscape’

《然后我們轉(zhuǎn)移到Inkscape，我們調(diào)整一些參數(shù)‘看圖1’就像紙框和單位‘看圖2’，我們準(zhǔn)備我們的設(shè)計(jì)并保存在MakerBat unicon格式‘見圖5，6’，如果這樣您的Inkscape版本不提供格式，您可以放置一個(gè)附加組件，一旦您單擊（保存），將出現(xiàn)一個(gè)新窗口以進(jìn)行Gcode文件參數(shù)調(diào)整，您需要做的就是遵循相同的調(diào)整我們的一切都會(huì)很好，只需按照‘圖片7，8，9’然后你這樣設(shè)置這些參數(shù)，你就有了你的gCode文件。

注意：如果您使用的是高于0.48.5版本的Inkscape版本，則無法以所需格式保存Gcode文件

將機(jī)器鏈接到Gcode文件‘Processing 3’

轉(zhuǎn)向處理軟件，它有點(diǎn)像Arduino IDE‘見圖10’所以你應(yīng)該打開‘CNC程序’文件你可以從下面的鏈接下載并運(yùn)行它‘見圖11 ’，將出現(xiàn)第二個(gè)窗口，你需要按下鍵盤中的后一個(gè)來選擇機(jī)器的COM端口‘見圖12’，并且按后者g 選擇所需的gcode文件，一旦選擇，機(jī)器將直接開始繪圖。

步驟10：測(cè)試和結(jié)果

這里我們正在進(jìn)行一些測(cè)試，一旦上傳了Gcode文件機(jī)器開始繪圖，我真的很喜歡LED閃爍，顯示發(fā)送到e的序列ach步進(jìn)電機(jī)。

這些設(shè)計(jì)做得非常好，你可以看到這個(gè)項(xiàng)目很棒，也很容易制作，