ЧПУ-плоттер из легкодоступных материалов - Своими руками
Своими руками

ЧПУ-плоттер из легкодоступных материалов

>

ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЭтот портативный плоттер спроектировал и собрал мастер-самодельщик под ником Tuenhidiy. Устройство представляет собой крестовину из винтов и направляющих, с ПВХ-деталями по концам и центру. Внешне это похоже на четвероногого робота.

При изготовлении устройства используются легкодоступные детали , и не требуется 3D-принтер.
Инструменты и материалы:
-Arduino Uno R3;
-Arduino CNC Shield V3 GRBL;
-Драйвер шагового двигателя A4988 – 3 шт;-Шаговый двигатель NEMA 17 – 2 шт;-Привод CD / DVD (можно б/у);
-Стержень круглый диаметром 8 мм, длина 400 мм – 2 шт;
-2 ходовых винта T8, шаг 2 мм, резьба 8 мм, длина 400 мм с медной гайкой;-Шариковые фланцевые подшипники 8 x 22 x 7 мм – 12 шт;-Алюминиевая муфта с гибким валом, размер внутреннего отверстия: 10 мм x 10 мм (используется для зажима ручки / карандаша);-Алюминиевая муфта с гибким валом, размер внутреннего отверстия 5 мм x 8 мм -2 шт;-Разъем XH2,54 мм – 4P, 20 см – 2 шт;-Штекер питания постоянного тока 1 шт . X 5 мм;-Блок питания 12 В;-Прозрачный / белый акрил, размер A3, толщина 5 ~ 10 мм;-Ленточный кабель 1 метр x 8P / 16P;-Кабельные стяжки;
-Крепеж;
-Труба ПВХ Ø42 мм – 1 метр;
-Труба ПВХ Ø60 мм – 1 метр;
-Крестовина ПВХ Ø42мм;
-Заглушка ПВХ Ø42 мм – 6 шт;
Заглушка ПВХ Ø60 мм – 6 шт;
-Дрель;
-Ножовка;
-Паяльные принадлежности;-Ножницы;
Программное обеспечение
-Прошивка GRBL;-Inkscape с расширением Gcodetools;-Универсальная программа Gcode;
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг первый: схема подключения
Схема подключения очень проста.
Подключаем плату расширения ЧПУ к Arduino Uno R3.
Устанавливаем три драйвера шагового двигателя A4988 на щит ЧПУ в позиции метки X, Y и Z.
Подключаем кабеля от драйверов шаговых двигателей к трем шаговым двигателям.
Шаг второй: подготовительные работы
Для сборки плоттера необходимо в заглушках ПВХ проделать отверстия для ходовых винтов и направляющих.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловСверление заглушек ПВХ Ø42мм.
В заглушке нужно просверлить два отверстия: 22 мм и 8 мм. Расстояния между отверстиями (между центрами) 23 мм.
Отверстия всех шести заглушек должны быть соосны друг другу.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловСверление заглушек из ПВХ Ø60мм.
То же самое нужно сделать и с четырьмя заглушками Ø60мм.
Чтобы установить два шаговых двигателя, нужно просверлить еще 4 маленьких отверстия на двух торцевых крышках Ø60 мм.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловНарезка соединительных труб Ø42 и Ø60 мм.
Трубы ПВХ необходимо обрезать до подходящей длины, чтобы при соединении 2 торцевых заглушек между ними не было зазора. Т.е. длина подбирается практическим путем.
Соединительная труба Ø42: необходимое количество – 5шт.
Соединительная труба Ø60: необходимое количество – 3шт.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловКрестовина ПВХ Ø42мм.
Крестовина из ПВХ немного длинновата, поэтому ее нужно обрезать, примерно до 28 мм, чтобы увеличить рабочее пространство по оси XY.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг третий: установка подшипников и медных гаек
Дальше устанавливаем подшипник в отверстия диаметром 22 мм. Соединяем 2 заглушки и проверяем, чтобы они были соосны.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловУстанавливаем подшипники и медные гайки в торцевую крышку Ø42 и устанавливаем крышки на крестовину. Перед установкой всех торцевых крышек в крестовину необходимо проверить ходовые винты и валы. Обратите внимание, что два ведущих винта и валы осей X и Y должны быть расположены горизонтально и вертикально относительно друг друга, таким образом, чтобы они могли пройти через крестовину ПВХ, не касаясь друг друга (см.фото).
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг четвертый: сборка оси Y
Муфта будет устанавливаться на вал шагового двигателя.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловСначала на вал надеваем заглушку. Затем устанавливаем и фиксируем муфту. С другой стороны в муфту устанавливаем винт.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловУстанавливаем направляющую и, временно такую же заглушку, но не с двигателем, а с подшипником.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЗатем снимаем заглушку с одной стороны и протягиваем винт и направляющую, через крестовину. На конец винта устанавливаем подшипник, тем самым фиксируя его.
Еще раз проверяем соосность.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг пятый: предварительные сборочные работы платы управления
Электроника будет установлена на платформе по центу плоттера (на крестовину).
Для этого нужно отрезать небольшую прямоугольную заготовку из акрила. К акрилу прикручиваем два кольца из ПВХ. Кольца необходимо разрезать поперек в нижней части.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материалов
Шаг шестой: сборка оси X
Ось Х собирается аналогично оси Y.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг седьмой: сборка оси Z
Теперь приступаем к сборке оси Z.
Припаиваем кабель к шаговому двигателю привода компакт-дисков и устанавливаем одну гибкую муфту 10 x 10 мм на передней стороне для зажима ручки.

С обратной стороны прикрепляем раму шагового двигателя компакт-диска к небольшому акриловому прямоугольнику и к нему же прикручиваем заглушку Ø42 мм.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловПродеваем ходовой винт и вал через торцевые крышки и фиксируем ходовой винт с помощью подшипников внутри и снаружи торцевой крышки.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг восьмой: монтаж платы управления
Устанавливаем основание на крестовину. К ней прикручиваем плату расширения, Ардуино, драйвера двигателей.
Подключаем провод от шаговых двигателей к плате. Фиксируем их кабельными стяжками.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг девятый: рабочий стол
При такой конструкции, когда плоттер работает, ось X будет скользить вперед и назад. В качестве рабочего стола мастер использовал гладкую и достаточно твердую крышку настенного календаря.
В принципе подойдет любая гладкая, ровная и устойчивая поверхность.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловШаг десятый: загрузка прошивки GRBL и настройка параметров
Загружаем файлы прошивки GRBL.
Копируем папку GRBL в C: Users Administrator Documents Arduino libraries
Открываем Arduino IDE и в меню File выбираем Examples‣GRBL‣grblUpload.
Выбираем правильный порт и плату (Arduino Uno).
Компилируем и загружаем код в Arduino Uno.
Параметры GRBL для моего П-плоттера следующие:

ЧПУ-плоттер из легкодоступных материалов Показать / Скрыть текст$0 10.000 Step pulse time
$1 25.000 Step idle delay
$2 0.000 Step pulse invert
$3 0.000 Step direction invert
$4 0.000 Invert step enable pin
$5 0.000 Invert limit pins
$6 0.000 Invert probe pin
$10 1.000 Status report options
$11 0.010 Junction deviation
$12 0.002 Arc tolerance
$13 0.000 Report in inches
$20 0.000 Soft limits enable
$21 0.000 Hard limits enable
$22 0.000 Homing cycle enable
$23 0.000 Homing direction invert
$24 25.000 Homing locate feed rate
$25 500.000 Homing search seek rate
$26 250.000 Homing switch de-bounce delay
$27 1.000 Homing switch pull-off distance
$30 1000.000 Maximum spindle speed
$31 0.000 Minimum spindle speed
$32 0.000 Laser-mode enable
[color=#FF00FF]$100 200.000 X-axis travel resolution
$101 200.000 Y-axis travel resolution
$102 53.333 Z-axis travel resolution[/color]
[color=#0000FF]$110 500.000 X-axis maximum rate
$111 500.000 Y-axis maximum rate
$112 500.000 Z-axis maximum rate[/color]
[color=#083139]$120 5.000 X-axis acceleration
$121 5.000 Y-axis acceleration
$122 5.000 Z-axis acceleration[/color]
$130 150.000 X-axis maximum travel
$131 150.000 Y-axis maximum travel
$132 40.000 Z-axis maximum travel
Параметры, для которых нужно выполнить калибровку, выделены в таблице другим цветом.
Параметры ускорения 120 и 121 долларов должны быть установлены на небольшое значение, чтобы предотвратить проблемы с тряской.
Шаг одиннадцатый: Inkscape и универсальная платформа Gcode
Чтобы экспортировать файлы Gcode из изображения, нужно выполнить следующие шаги:
– В Inkscape идем в меню в Файл ‣ Свойства и в закладки страницы, чтобы установить размер страницы.
– Импортируем выбранное изображение с помощью меню « Файл» – «Импорт» . В меню выбираем «Путь» – «Трассировка растрового изображения» и преобразуйте объект в «Путь».
– Перейдите в Расширения ‣ Gcodetools ‣ Библиотека инструментов. Выбираем «Тип инструментов» и кликаем «Применить» .
– Переходим в Расширения ‣ Gcodetools ‣ Точки ориентации.
Тип ориентации : 2-х точечный режим.
Z поверхность : 0,0 мм. Это верхний края бумажного листа.
Z глубина : -1,0 мм. Это рабочее положение оси Z, когда П-плоттер рисует объект. Это отрицательное число гарантирует, что кончик пера может касаться бумаги.
– Переходим в Расширения ‣ Gcodetools ‣ Путь к Gcode
Безопасная высота Z : 2 мм. Это безопасная высота над поверхностью рисования при перемещении между точками рисования.
Кликаем вкладку «Путь к Gcode» перед тем, как нажать «Применить» . Это действие создает файл G-кода.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловДальше открываем “Universal Gcode Platform” и выбираем порт и бод 115200. Кликаем на Connect.
Выбираем подходящее положение, перемещая ось X влево – вправо, ось Y вперед – назад и устанавливаем исходные координаты кнопкой Reset Zero.
Кликаем «Открыть» и находим файл G-кода, созданный Inkscape.
Кликаем «Отправить», и плоттер выполнит рисование изображения в соответствии с G-кодом.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловТесты устройства показали неплохой результат.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловВсе готово.
ЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловЧПУ-плоттер из легкодоступных материаловВесь процесс по сборке такого графопостроителя и результаты его тестирования можно посмотреть на видео ниже.

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.