Что такое ЧПУ станок для рисования. Как выбрать настольную модель для дома. Какие возможности открывает ЧПУ плоттер. Как собрать ЧПУ станок для рисования своими руками. На что обратить внимание при сборке и настройке.
Что такое ЧПУ станок для рисования
ЧПУ станок для рисования (или ЧПУ плоттер) — это устройство с числовым программным управлением, предназначенное для автоматического нанесения изображений на плоские поверхности. В отличие от обычных принтеров, ЧПУ плоттеры способны работать с различными инструментами — перьями, карандашами, маркерами, кистями.
Основные преимущества ЧПУ станков для рисования:
- Высокая точность и повторяемость рисунков
- Возможность работы с разными материалами и поверхностями
- Автоматизация процесса рисования
- Широкие возможности по созданию сложных изображений
- Гибкость настройки под разные задачи
Области применения ЧПУ плоттеров
ЧПУ станки для рисования нашли применение во многих сферах:
- Создание технических чертежей и схем
- Изготовление рекламной продукции
- Производство сувениров и подарков
- Художественное творчество
- Образовательные цели
- Хобби и DIY проекты
Благодаря своей универсальности, ЧПУ плоттеры становятся все более популярными как для профессионального, так и для домашнего использования.
Выбор настольного ЧПУ станка для рисования
При выборе настольного ЧПУ плоттера для дома стоит обратить внимание на следующие характеристики:
- Размер рабочей области — от него зависит максимальный формат рисунков
- Точность позиционирования — влияет на качество и детализацию изображений
- Скорость работы — определяет производительность устройства
- Поддерживаемые инструменты — чем больше вариантов, тем шире возможности
- Программное обеспечение — удобство создания управляющих программ
- Надежность конструкции — влияет на срок службы и стабильность работы
Для домашнего использования оптимальны компактные настольные модели с рабочей областью формата A4-A3. Они доступны по цене и позволяют решать большинство любительских задач.
Топ-5 популярных настольных ЧПУ плоттеров
Рассмотрим несколько популярных моделей настольных ЧПУ станков для рисования:
1. AxiDraw V3
Компактный высокоточный плоттер от Evil Mad Scientist. Подходит для работы с различными пишущими инструментами. Имеет рабочую область 300×218 мм.
2. Makeblock XY-Plotter Robot Kit V2.0
Бюджетный вариант для начинающих. Рабочая область 310×390 мм. Можно собрать самостоятельно из готового набора.
3. BotFactory SV2
Профессиональный настольный плоттер. Рабочая область до формата А3. Поддерживает широкий спектр инструментов.
4. Silhouette Cameo 4
Многофункциональный плоттер для резки и рисования. Рабочая область до 305×610 мм. Подходит для творческих проектов.
5. LIHUACHEN A3 Робот для рисования
Бюджетная модель с рабочей областью формата А3. Простая конструкция, подходит для обучения и хобби.
Как собрать ЧПУ станок для рисования своими руками
Сборка ЧПУ плоттера своими руками — увлекательный проект для любителей DIY. Основные этапы создания самодельного станка:
- Проектирование конструкции и выбор компонентов
- Изготовление или покупка деталей рамы и механики
- Сборка механической части
- Подключение электроники и двигателей
- Установка программного обеспечения
- Настройка и калибровка станка
При самостоятельной сборке важно уделить внимание жесткости конструкции и точности изготовления деталей. Это напрямую влияет на качество работы плоттера.
Необходимые компоненты для сборки ЧПУ плоттера
Для создания базового ЧПУ станка для рисования потребуются следующие компоненты:
- Рама и направляющие (алюминиевый профиль, линейные рельсы)
- Шаговые двигатели (обычно NEMA 17)
- Драйверы шаговых двигателей
- Ремни и шкивы для передачи движения
- Контроллер управления (Arduino, Raspberry Pi и т.п.)
- Концевые выключатели
- Держатель инструмента с сервоприводом
- Блок питания
- Крепеж и расходные материалы
Большинство компонентов можно приобрести в специализированных магазинах или заказать онлайн. Некоторые детали удобно изготовить на 3D-принтере.
Программное обеспечение для ЧПУ плоттера
Для работы с ЧПУ станком для рисования требуется специальное программное обеспечение. Основные виды ПО:
- CAD-системы для создания векторных рисунков (Inkscape, CorelDRAW)
- CAM-программы для генерации G-кода (Inkscape + расширения, Estlcam)
- Прошивка контроллера станка (Grbl, Marlin)
- Управляющие программы (Universal Gcode Sender, bCNC)
Для начала работы достаточно бесплатных open-source решений. По мере освоения можно перейти на более продвинутые платные пакеты.
Создание управляющих программ для ЧПУ плоттера
Процесс создания рисунка на ЧПУ станке включает следующие этапы:
- Создание векторного изображения в CAD-программе
- Конвертация векторов в траектории движения инструмента
- Генерация G-кода для управления станком
- Загрузка G-кода в контроллер ЧПУ
- Запуск программы и контроль выполнения
Современное ПО позволяет автоматизировать большую часть этого процесса. Пользователю достаточно загрузить исходное изображение и настроить основные параметры обработки.
Советы по эксплуатации ЧПУ станка для рисования
Несколько рекомендаций для эффективного использования ЧПУ плоттера:
- Регулярно проводите техническое обслуживание механики
- Используйте качественные расходные материалы
- Настраивайте параметры под конкретные задачи
- Экспериментируйте с разными инструментами и поверхностями
- Изучайте новые техники и приемы работы
- Делитесь опытом с другими пользователями
При правильном подходе ЧПУ станок для рисования станет мощным инструментом для творчества и решения различных задач.
Мини-станки с ЧПУ для дома — MULTICUT
Многие современные предприятия со станочными парками развились из обычных домашних мастерских. Человек приобретает настольный фрезерный станок с ЧПУ для дома, делает мелкие изделия из дерева, а уже через несколько лет открывает собственное мебельное предприятие или фирму по изготовлению рекламной продукции.
Работа на оборудовании с программным управлением — выгодный и перспективный бизнес. Именно этот вид оборудования позволяет наладить серийное производство при низких капитальных затратах. Ниже мы расскажем о том, с чего обычно начинается освоение оборудования, о его возможностях и сферах применения.
Пройти тест
Главное — желание
Разработчики первого в мире станка с ЧПУ вряд ли подозревали, что уже через 50-60 лет оборудование, предназначенное для оборонных предприятий, будет работать в частных мастерских и даже в обычных городских квартирах. Благодаря революции в IT сфере технологии числового программного управления стали доступны большинству людей, мало-мальски знакомых с техникой.
В те годы, когда все фрезерные станки работали исключительно на ручном управлении, для освоения простейших операций нужно было получить профильное образование. А для выхода на профессиональный уровень требовались годы практики на производстве. Сейчас от знакомства с небольшим фрезерным станком для дома до получения первой детали проходит всего несколько часов. Главное — желание.
Чаще всего это выглядит следующим образом. Человек знакомится с возможностями домашним мини гравировальным станком с ЧПУ и решает, что ему это нужно. Он может ставить перед собой разные задачи: заработать денег на производстве сувениров, заняться резьбой по дереву или выжиганием. Мини-станки с ЧПУ для дома часто применяются для таких целей, но и не только. Кстати, знакомство с «бытовыми» технологиями ЧПУ можно начать заочно. Многое становится понятно уже после изучения рекламных материалов производителей оборудования.
Дальше — изучение тематических форумов. В разделах типа «Выбираем первый станок» можно найти всю необходимую информацию о самых популярных моделях.
Их производственных возможностях, особенностях эксплуатации, характеристиках, доступности апгрейда и подходящих компактных устройств. Здесь же более опытные пользователи поделятся ссылками на софт. Существует масса условно бесплатных программ с дизайнерским уклоном, профессиональных пакетов с пробным периодом, с которых можно начинать освоение «проектной части». Позже, вместе с мини ЧПУ-станком, пользователь получит программную среду для создания моделей будущих изделий и их перевода в G-коды. G-коды это команды, которые понимает станок, и из которых состоит управляющая программа (УП).
Здесь мы поговорим об особенностях технологий ЧПУ: для составления управляющей программы необязательно прописывать каждый «шаг» вручную. Пользователю придется работать с изображениями, понятным интерфейсом, а цифры и индексы можно доверить компьютеру. Еще одно важное достоинство сред для создания УП — возможность посмотреть полный цикл обработки в реальном времени. Зная геометрические параметры мини станка с ЧПУ, его размеры, заготовки и готовой детали, программа вычислит траектории перемещения режущего инструмента, последовательное снятие материала и нарисует качественное 3D видео.
Еще несколько лет назад это было невозможно из-за недостатка вычислительных ресурсов домашних компьютеров. Многие параметры станка и режущего инструмента нужно было задавать вручную, и начинающие программисты ЧПУ часто допускали ошибки. Проверить работу программы можно было только на станке. Результат — поломка режущего инструмента и бракованное изделие.
Программирование в современной среде и моделирование обработки позволяет исключить такие серьезные ошибки на агрегате как столкновение режущего инструмента с рабочим столом и поверхностями детали на рабочем и холостом ходу.
Обучающие видео, снятые производителями ЧПУ-станков для дома и разработчиками ПО, хорошо помогают в освоении технологий. Есть материалы для начинающих пользователей, где весь процесс разбирается пошагово, и «продвинутые» ролики с примерами решения нестандартных задач при помощи станка ЧПУ для дома. Иногда в целях экономии времени оператору все же приходится прописывать команды вручную со стойки.
Оборудование бытового класса можно заказать в интернет-магазине или на сайте производственных компаний. Пока пользователь ожидает доставки, он успевает освоить азы работы с оборудованием. Ну а после получения и установки мини станка с ЧПУ, может сразу же загрузить готовую УП и изготовить вариант первой детали.
Возможности и преимущества домашних станков с программным управлением
Главное достоинство домашнего станка перед мощной производственной моделью — простота запуска в эксплуатацию и меньшей себестоимостью. Большинство бытовых ЧПУ подключаются к однофазной сети.
Промышленный обрабатывающий центр требует участия специалистов производителя в монтаже и пусконаладке, а сборка мини фрезерно-гравировального станка с ЧПУ выполняется самим пользователем.
Многие бытовые модели представляют собой универсальные модульные конструкции. Пользователь может выбрать комплектацию самостоятельно и заказать только те рабочие модули и блоки, которые нужны для его задач.
Лазерная резка
Лазерные резаки — тепловые излучатели с высокой локальной концентрацией мощности и небольшой зоной воздействия. Расплавление, испарение, термическое разложение – все эти процессы могут быть использованы для раскроя листов пластика, тонкой фанеры, металлов, композитов и других материалов.
Мощность луча такого лазерного станка с ЧПУ можно настроить на несквозную резку, то есть на лазерную гравировку. Пользователь получает выжигатель, который способен проводить тончайшие линии. На некоторых материалах изменение продолжительности термического воздействия позволяет получать полутона и оттенки. Лазерная гравировка позволяет получать 2D изображения с высокой детализацией, работать с векторными и растровыми исходниками.
Станок с лазерным резаком-выжигателем «работает» не только в качестве инструмента для хобби. Его можно использовать для изготовления широкого спектра рекламной продукции, сувениров, делать портреты.
Деревообработка
Станок с ЧПУ по дереву для дома — вполне обычное явление. Проблема борьбы с пылью решена, если вы приобретаете установку в исполнении «box». Обратите внимание на стоматологические фрезеры: вся станция помещена в герметичный ящик с прозрачными стенками. Существуют такие же по конструкции бытовые станки для деревообработки, которые можно поставить хоть на кухне.
Фрезерная обработка металла
Фрезерный станок по металлу для дома конечно же не справится с изготовлением стальной шестерни для редуктора, но вполне подойдет для обработки мягких сплавов на основе меди или алюминия.
Небольшие детали, сувениры, наградные знаки, гравировка надписей на ювелирных изделиях и прочих металлических поверхностях — посильная задача для маломощных шпинделей.
ЧПУ для рисования
Модульные станки могут быть использованы для рисования. Некоторые приборы совместимы с дозаторами для пастообразных веществ.
Их используют для получения объемных рисунков. Некоторые кондитерские мастерские используют подобные установки для украшения тортов и другой продукции.
Мини-станки MULTICUT
Новосибирская компания MULTICUT — один из ведущих российских производителей координатных установок для фрезерной и гравировальной обработки. Мы выпускаем станки с ЧПУ различной производительности, оставляем широкий спектр опций для адаптации оборудования под конкретные производственные задачи, тесно сотрудничаем с владельцами наших станков.
Помимо сложных и многофункциональных обрабатывающих центров промышленной группы мы производим мини станки с ЧПУ, которые можно использовать в частных мастерских, формата «mini cnc machine».
Настольные фрезерно-гравировальные станки серии 500 предназначены для обработки дерева, пластиков, композитных материалов. Основная сфера применения — мелкосерийное производство рекламной и сувенирной продукции.
Основа рабочей станции— литая чугунная станина на регулируемых винтовых опорах с виброизолирующими развязками, с помощью которых его можно установить на верстак или стол.
При условии точной установки по горизонту ЧПУ-станок работает без повышенных шумов и вибраций. Поверхность рабочего стола выполнена из твердого, безабразивного пластика или МДФ, выровнена острой фрезой.
Доступно исполнение станка с вакуумным рабочим столом.
Портал двигается по направляющим с линейными подшипниками. Применение прецизионных передач «рейка-зубчатое колесо» исключает перекосы. За перемещение каретки по порталу, подъем и опускание шпинделя отвечают ходовые винты с ШВП и высокомоментными шаговыми двигателями. Конструкция механизмов перемещения обеспечивает высокую точность позиционирования режущего инструмента и повторяемость обработки. Мощность приводов позволяет работать на высоких скоростях резания без пропуска шагов.
Мини станок с ЧПУ оснащается шпинделем мощностью 1,5 или 3 кВт с цанговым патроном, в котором зажимаются фреза или гравер. Выбрать комплект сменного режущего инструмента можно у нас на сайте. В базовую комплектацию входят оснастка для крепления заготовки, датчик поверхности для автоматической коррекции вылета инструмента и ПО для создания управляющих программ 3D обработки.
Получить консультации по выбору комплектации и помощь в освоении станка можно у сотрудников компании MULTICUT на сайте или по контактным телефонам.
Наше оборудование соответствует всем стандартам качества, вы можете купить мини станок с ЧПУ на нашем сайте по ценам от производителя, минуя посредников и торговые наценки.
Красивые эффекты изображений для рисования на ЧПУ плоттере.
Сегодня в статье рассмотрим, с помощью каких инструментов можно сделать красивые эффекты изображения, для дальнейшей отрисовки их на ЧПУ плоттер или лазерном гравере. Как собрать ЧПУ плоттер рассказывал раньше в статье: ЧПУ плоттер на Arduino своими руками. Кроме этого, рассказывал какими инструментами я пользуюсь для создания G-Code, в следующей статье: G-Code для плоттера на Arduino.
А сейчас расскажу, как можно из изображения, скаченного с интернета, сделать красивое векторное изображение .SVG формата для плоттера, используя несколько программ. Начну с распространенной программы Inkscape.
Создание изображения в программе Inkscape для гравировке.
Где скачать программу Inkscape и подготовить ее к работе, рассказывал в статье: G-Code для плоттера на Arduino.
Для того чтобы скачать программу «Inkscape», заходим в поисковик и указываем название программы «Inkscape». Переходим на сайт разработчика Inkscape.org.
На сайте переходим в раздел «Download».
На момент написания статьи последняя версия программы 1.0.2. Скачать ее можно на странице «Download» в правой колонке.
Далее нужно выбрать для какой операционной системы скачиваем программу, я выбираю Windows.
Настройка программы Inkscape.
Для комфортной работы с программой настроем её. Для этого переходим в раздел меню «Файл-> Свойства документа…».
Выбираем единицы измерения «mm». Настраиваем размер рабочего пространства, по размерам рабочей зоны плоттера. У меня ширина 90, высота 60 мм.
Полученный шаблон сохраняем, чтобы в дальнейшем не настраивать данные параметры.
После чего нам нужно создать маску для преобразования изображения.
Для этого рисуем прямоугольник, указываем его размер немного длине рабочего поля и по высоте 0,4 мм.
Затем нам нужно сделать клон данного прямоугольника, для этого переходим в меню «Правка -> Клоны -> Создать узор из клонов…»
Откроется панель «Создать узор из клонов».
В котором указываем «Смещение по оси Y»: 100 %
Строк 90 и столбцов 1. И нажимаем кнопку «Создать».
У нас появиться массив прямоугольников.
Выделяем все прямоугольник и обедняем их, для этого переходим в меню «Контур -> Объединить»
Полученный шаблон сохраняем под именем «Шаблон 2.svg».
После подготовки шаблона, перетаскиваем скаченное из интернета изображение в программу.
Для того чтобы растровое изображение преобразовать в векторное, необходимо выделить картинку и выбрать пункт меню «Контур -> Векторизовать растр…».
Размещаем преобразованное векторное изображение в рабочее поле.
Затем, поверх изображения помещаем нашу маску из прямоугольников.
Для того чтобы наша маска применилась к изображению, выделяем маску с картинкой и выбираем в меню «Контур -> Пересечение».
В итоге получаем вот такое изображение в виде полосок.
Создаем из него G-Code и запускаем гравировку на самодельном ЧПУ плоттере.
В итоге получается вот такая красота.
Скачать данный шаблон и пример изображения можно внизу страницы, в разделе «Файлы для скачивания».
Таким же способом можно создать и другие маски. Я делал маску из квадратиков 0,4 мм. Вот такая маска у меня получилось.Наложил ее на изображение и в итоге получил вот такой результат.
Но мой плоттер будет долго рисовать квадратиками. Планирую собрать более быстрый плоттер на ремнях, на нем уже буду пробовать рисовать более сложные изображения, на подобии этого.
Создавать в Inkscape картинки для гравировки можно, но для создания более сложного изображения нужно отличное знание данной программы. Но есть приложение, которое поможет сделать векторное изображение из картинки в несколько кликов, о нем сейчас и поговорим.
Plotterfun веб приложении для созданий графических изображений для ЧПУ плоттера, гравера.
Веб приложении Plotterfun имеет множество режимов преобразования фотографий в .SVG формат. Благодаря разнообразию алгоритмов, можно получить очень красивые изображения, которые в последующем могут быть нарисованы на плоттере. Как им пользоваться читайте в статье:Plotterfun веб приложении для созданий графических изображений для ЧПУ плоттера, гравера. Там написана подробная инструкция для каждого режима преобразования изображения. А сегодня я вам покажу какой результат можно получить, используя данную программу.
Squiggle — волнистость. Данный режим рисует изображение волнами.
Как настраивать и описание настроек для работы с данным режимом, читайте в статье описания программы.
Взял я изображение и загрузил в программу, настраивать практически ничего не пришлось. Вот что получается.
Для гравировки создал G-Code по схеме, про которую я рассказывал в статье: G-Code для плоттера на Arduino.
Запустил плоттер и получил вот такой результат.
При этом для создания изображения нужно потратить буквально пару минут. Но на этом я не остановился и продолжил экспериментировать.
Режим “Spiral” говорит сам за себя, рисуя изображение по спирали.
Используя данный режим можно сделать очень интересное изображение. И в связи с тем, что он рисуется без поднятия ручки. Процесс протекает достаточно быстро.
Используя предыдущее изображение, повторил процесс создания и рисования на плеторе.
Получил вот такой результат. Мне очень понравилось то, что получилось!
Halftone рисунок с помощью кругов, либо ромбиков.
Используя режим Halftone, можно сделать маленькие круги, и программа будет делать просто точечный рисунок. Используя тот же рисунок, вот что у меня получилось.
Точки ручкой видно плохо. В дальнейшем попробую сделать данный рисунок маркером.
Linedraw изображение в виде карандашного рисунка.
Планировал сделать отсылку к прошедшему празднику «23 февраля» и поздравить всех мужчин с прошедшим праздником. Для этого сделал карандашный рисунок на плоттере.
Загрузил изображение тематики «23 февраля». Много линий делать ни стал, так как мой плоттер медленный и рисовать будет долго.Создал код для плоттера.
Запустил процесс рисования.
И получил вот такой результат. Достаточно красиво.
Вывод по программе Plotterfun.
Используя приложение Plotterfun можно сделать большое количество рисунков, всего в несколько кликов, без особых навыков работы с векторными изображениями. Мой вывод про программу читайте в статье: Plotterfun веб приложении для созданий графических изображений для ЧПУ плоттера, гравера.
Но программа ограничена определенным набором функций преобразования, при этом нет возможности использовать несколько эффектов для одного изображения.
В следующей статье продолжим работу с самодельным плоттером и рассмотрим еще пару полезных моментов.
Понравился проект Красивые эффекты изображений для рисования на ЧПУ плоттере? Не забудь поделиться с друзьями в соц. сетях.
А также подписаться на наш канал на YouTube, вступить в группу Вконтакте, в группу на Facebook.
Спасибо за внимание!
Технологии начинаются с простого!
Фотографии к статье
Файлы для скачивания
Скачивая материал, я соглашаюсь с Правилами скачивания и использования материалов.
| шаблон линии.svg | 17 Kb | 790 | Скачать | |
| шаблон кубики.svg | 373 Kb | 808 | Скачать | |
Лев линии. svg | 85 Kb | 799 | Скачать | |
| Лев кубики.svg | 211 Kb | 798 | Скачать |
Самодельный перьевой плоттер с автоматической сменой инструмента
В этом уроке я покажу вам, как я построил перьевой плоттер с ЧПУ или чертежную машину, но с одной интересной функцией — автоматической сменой инструмента. Другими словами, машина сможет автоматически менять цвета, и мы сможем рисовать с ее помощью действительно классные вещи.
Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменный учебник ниже.
Обзор
Конструкция станка основана на моем самодельном станке для лазерной гравировки с ЧПУ из моего предыдущего видео, где целью было сделать самый простой станок с ЧПУ с минимальным количеством деталей. Он использует 3 шаговых двигателя NEMA 17 для перемещения по осям X, Y и Z, а также небольшой сервопривод для захвата.
Мозгом этого плоттерного станка с ЧПУ Pen является плата Arduino UNO в сочетании с экраном с ЧПУ и тремя A49.88 шаговых драйверов.
Рабочая область довольно большая, 360×280 мм, и уровень детализации, который может выводить этот перьевой плоттер, на мой взгляд, тоже впечатляет. Я был действительно удивлен, насколько хорошими и точными получились рисунки, особенно те, где я использовал гелевую ручку 0,6 мм.
Тем не менее, теперь я объясню все, что вам нужно знать о создании такой чертежной машины, в том числе о том, как ее спроектировать, подключить электронику, какую прошивку и программное обеспечение использовать и как сгенерировать для нее G-код.
3D-модель перьевого плоттера с ЧПУ своими руками
Для начала давайте посмотрим на конструкцию этого станка с ЧПУ. Как я уже упоминал, этот станок основан на конструкции моего предыдущего лазерного гравировального станка с ЧПУ, целью которого было сделать очень простой ЧПУ с минимальным количеством деталей.
Двумя основными компонентами являются линейные направляющие MGN15H вместе с соответствующими скользящими блоками.
Движение по осям X и Y обеспечивается двумя ремнями GT2 и несколькими шкивами GT2. Что касается оси Z, у нас есть простое возвратно-поступательное движение, при котором движущаяся часть скользит вверх и вниз по двум линейным стержням 6 мм и подходящим линейным подшипникам. Небольшой хобби-сервопривод используется для захвата пера.
Процедура возврата в исходное положение необходима для этого перьевого плоттера, поскольку держатели перьев имеют определенное фиксированное положение, поэтому у машины должна быть начальная точка. Следовательно, мы должны иметь концевой выключатель для каждой оси.
Вы можете найти и скачать эту 3D-модель, а также изучить ее в своем браузере на Thangs:
Скачать сборную 3D-модель на Thangs.
Спасибо Thangs за поддержку этого урока.
Что касается файлов STL, которые используются для 3D-печати деталей, вы можете скачать их здесь:
Сборка машины
Вот все детали, необходимые для сборки перьевого плоттера.
Вот список компонентов, необходимых для сборки этого станка с ЧПУ своими руками.
Список электронных компонентов можно найти ниже в разделе принципиальных схем статьи.
- Линейная направляющая MGN15H ………………………… Amazon / Banggood / AliExpress
- Линейная штанга 6 мм ……………………………….. Amazon / AliExpress
- Линейный подшипник 6 мм …………………………. Amazon / AliExpress
- Шаговый двигатель — NEMA 17 …………….… Amazon / Banggood / AliExpress
- Ремень GT2 + зубчатый шкив……………….…… Amazon 3 Amazon 3 / AliExpress
- Натяжной шкив GT2 ………………………….….… Amazon / Banggood / AliExpress
- Распорные гайки ……………………………….… …….. Amazon / Banggood / AliExpress
- Набор болтов и гаек ……………………………… Amazon / Banggood / AliExpress или в местном хозяйственном магазине + винты с плоской головкой 3×19 мм 90914 90 0 90 являются партнерскими ссылками.
Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках. Итак, теперь мы можем начать сборку машины. Я начал с крепления опорной плиты и кронштейна для линейной направляющей с помощью нескольких болтов M3. Все болты для сборки этой машины на самом деле M3 с различной длиной, за исключением нескольких болтов M5, необходимых для шкивов GT2.
Когда две стороны готовы, мы можем прикрепить к ним линейную направляющую оси X двумя болтами с каждой стороны. Эти направляющие MGN15H обеспечивают очень плавное движение без зазоров, так как в их скользящих блоках есть шарики или ролики.
Однако перед установкой их рекомендуется очистить и хорошо смазать, чтобы они работали должным образом.
Далее, направляющая оси Y должна быть наверху скользящего блока оси X, и для их соединения мы будем использовать центральную монтажную пластину. Во-первых, мы можем установить направляющую оси Y на центральную пластину с помощью трех болтов.
Затем мы можем установить два шаговых двигателя NEMA 17.
Один идет на верхнюю сторону, а другой на нижнюю сторону пластины. Как я упоминал ранее, нам понадобятся болты и гайки M5 для установки шкивов GT2 на место. Два шкива здесь на самом деле являются натяжными шкивами, которые используются для обеспечения захвата ремня GT2 оси X, и зубчатого шкива, который идет на шаговый двигатель.Что касается установки этого шкива, мы должны измерить и выровнять его по натяжным шкивам. Что касается оси Y, нам нужен только один натяжной ролик, который идет с другой стороны рельса, так как ремень для этой оси будет установлен в виде петли.
Ок, дальше брак или соединение двух осей вместе. Мы просто делаем это, прикрепляя центральную пластину к скользящему блоку оси X с помощью четырех болтов M3. Благодаря этому машина приобрела свою основную форму, и теперь скользящий блок оси Y может занимать любое положение в рабочей зоне.
Теперь мы можем продолжить сборку механизма подъема ручки. Этот механизм состоит из двух частей, одна из которых прикреплена болтами к скользящему блоку оси Y, а другая будет скользить вверх и вниз.
Как только неподвижная часть закреплена на месте, мы можем установить на нее шаговый двигатель оси Z. Этот шаговый двигатель также соответствует стандарту NEMA 17, но он короче, 23 мм вместо 40 мм, чтобы уменьшить вес.Затем мы можем установить подъемник, который просто крепится к валу шагового двигателя. Установочный винт, который у меня был, был длинноват для него, поэтому я прикрепил подъемник к валу без него, но его отверстие имеет форму вала, поэтому движение будет хорошо передаваться. На самом деле я немного изменил эту часть, но не беспокойтесь, вы получите ее обновленную версию в загружаемых файлах.
Затем я вставил четыре линейных подшипника в скользящую часть и закрепил микросервопривод на месте. Затем я также закрепил часть держателя ручки рядом с сервоприводом.
Чтобы соединить неподвижную и подвижную части вместе, сначала нам нужно пропустить провод сервопривода через отверстие в неподвижной части, а затем вставить 6-миллиметровые стержни сверху через подшипники и отверстие неподвижной части.
При установке этого стержня мы также должны вставить пружину между неподвижной и подвижной частью таким образом, чтобы она толкала подвижную часть вниз.Это поможет ручке лучше контактировать с рабочей поверхностью. На нижней стороне неподвижной части есть отверстие, куда мы можем вставить гайки M3 и использовать их для крепления стержней 6 мм на месте.
Затем мы можем собрать блок держателя ручек, который идет с одной стороны машины. Он состоит из верхней и нижней части с отверстиями для размещения до 12 ручек.
Продолжил установку ремней. Для начала нам нужно отмерить нужную нам длину и отрезать примерно по размеру. Для крепления ремня к скользящему блоку я сделал вот такие крутые соединители для ремня, где ремень проходит вокруг полого вала и между двумя стенками, которые не позволяют ремню двигаться.
Используя болт М3, мы можем закрепить первый разъем на одной стороне блока и повторить ту же процедуру для другой стороны. Мы можем перемещать разъемы вдоль этих пазов здесь и натягивать ремень так, как мы хотим.
Что касается оси X, то ремень будет проходить по прямой от одной стороны к другой, проходя через шкивы таким образом, чтобы обеспечить натяжение или сцепление со шкивом шагового двигателя.
Для натяжения ремня оси X я сделал эти соединители, которые имеют форму ремня, поэтому мы можем притянуть их к бокам машины.
Далее мы можем установить концевые выключатели.
На самом деле я немного опустил этот концевой выключатель по оси Z, а что касается концевых выключателей X и Y, я использовал те, что были в моем предыдущем проекте, к которым уже были подключены провода.
Подключение электроники
На этом механическая часть машины готова и можно переходить к подключению электроники.
Как я уже упоминал, мы используем плату Arduino Uno в сочетании с экраном с ЧПУ и тремя A49.88 шаговых драйверов.
Для крепления платы Arduino к машине я сделал дополнительную 3D-печатную деталь, которая идет на боковой панели. Я закрепил плату Arduino двумя болтами M3, а поверх нее вставил шилд ЧПУ.
Здесь нам нужно вставить три перемычки для каждого драйвера шагового двигателя, чтобы выбрать разрешение 16 th /step, а затем мы вставляем драйверы шагового двигателя.
Затем мы можем правильно подключить двигатели к щиту ЧПУ. Для подключения микроконцевых выключателей на месте я просто припаял провода прямо к ним, а с другой стороны припаял штыревые разъемы, которые я получил от соединительных проводов.
Что касается серводвигателя, я использовал несколько удлинительных кабелей сервопривода, чтобы он мог добраться до экрана ЧПУ. Для питания станка нам понадобится блок питания 12В. Вот принципиальная схема того, как все должно быть подключено.
Электрическая схема самодельного ЧПУ-плоттера
Вот принципиальная схема того, как все должно быть подключено.
Вы можете получить компоненты, необходимые для этого проекта, по ссылкам ниже:
- Шаговый двигатель — NEMA 17……………… Amazon / Banggood / AliExpress
- Шаговый двигатель — NEMA 17 23 мм …. . Amazon / Banggood / AliExpress
- A4988 Драйвер шагового двигателя………………..…..… Amazon / BanggoodExpressExpress Двигатель ………………………………….… Amazon / Banggood / AliExpress
- Arduino CNC Shield ……………………….. Amazon / Banggood / AliExpress
- Arduino Uno………………………………….… Amazon / Banggood / AliExpress
- Концевой выключатель ……………………………………. Amazon / Banggood /ALIEXPRESS
- DC Power Foodse ……………………………… Amazon / Banggood /Aliexpress
Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках. Итак, мы используем плату Arduino UNO в сочетании с CNC Shield и тремя шаговыми драйверами A4988. У нас есть три микровыключателя для возврата станка в исходное положение и небольшой серводвигатель для механизма захвата. Для питания нам понадобится блок питания 12v с минимальной силой тока 2 ампера.
Завершение сборки машины
Осталось сделать несколько последних штрихов, чтобы закончить этот перьевой плоттер. Здесь я устанавливаю захват для пера, который просто присоединяется к серводвигателю через рожок сервопривода.
Для прокладки кабелей от подъемника для ручек я использовал коврик для обеденного стола, материал которого был прочным, но гибким, поэтому он идеально подходил для этой работы.
На этом наша чертежная машина завершена. Тем не менее, есть несколько вещей, которые мы должны отметить здесь. Поскольку направляющая оси Y не поддерживается с одной стороны, а сам материал PLA для 3D-печати не такой жесткий, при полном выдвижении подъемник пера был на 4 мм ниже по сравнению с поддерживаемой стороной.
Это слишком много, но мне удалось решить эту проблему, немного приподняв переднюю часть машины. Таким образом я уменьшил разницу примерно до 1 мм, что было приемлемо. если вы планируете использовать эти большие рельсы, я бы определенно предложил поддержать рельс оси Y с другой стороны.
Еще одна проблема связана с держателем для ручек, поскольку в этом случае ручки плохо удерживаются на месте. Здесь я бы предложил увеличить верхние отверстия и добавить немного мягкого материала по бокам, чтобы ручки оставались на месте, а машине было легко вставлять их.
Наконец, мы можем вставить доску под всю машину, чтобы получить ровную поверхность.
Вот и все, наша машина готова.
Прошивка и управляющее ПО для самодельного перьевого плоттера
Осталось дать ему жизнь или сделать из него настоящий станок с ЧПУ. Для этого нам нужно установить прошивку на Arduino для управления движением станка с ЧПУ, и нам нужно управляющее программное обеспечение, с помощью которого мы будем отправлять G-коды и сообщать станку, что делать.
Наиболее популярным выбором для станков с ЧПУ своими руками является прошивка GRBL с открытым исходным кодом. Однако для этого перьевого плоттера нам нужна его модифицированная версия, которая может управлять серводвигателем. Эта модифицированная версия, называемая «grbl-servo», изменяет частоту ШИМ по умолчанию для вывода управления шпинделем (или цифрового вывода номер 11) с 1 кГц до 50 Гц, что необходимо для управления этим типом серводвигателя.
После того, как мы загрузим и установим эту прошивку GRBL в папку библиотеки нашей Arduino IDE, нам также необходимо изменить ее файл config.h, чтобы включить 3-осевое самонаведение вместо стандартного 2-осевого.
Что касается программного обеспечения для управления, мы будем использовать GRBL-Plotter, который предназначен для управления плоттерами и включает в себя графический преобразователь, с помощью которого мы можем генерировать G-код из наших изображений или графики. Это также программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое можно загрузить с Github.
Здесь первое, что нам нужно сделать, это подключить нашу плату Arduino к программному обеспечению через подходящий COM-порт. Как только мы нажмем кнопку «Kill Alarm», на последовательном мониторе мы получим список наших текущих параметров GRBL. Нам нужно изменить некоторые из этих параметров в соответствии с нашей машиной.
Параметры GRBL
Первое, что мы должны настроить здесь, это разрешение перемещения или значения шагов/мм. Эти значения показывают, сколько шагов должен сделать двигатель, чтобы переместиться на 1 мм. Это зависит от типа имеющегося у нас шагового двигателя, выбранного разрешения шага и передачи движения, в данном случае ремня и шкива GT2.
Для нашего станка требуется значение 80 шагов/мм, чтобы оси X и Y были точными. Что касается оси Z, я установил значение 40, что на самом деле не точно с точки зрения реального движения, но мы все равно не можем достичь этого с нашим возвратно-поступательным движением.
Мы также должны установить номер параметра 23 на 0, который указывает, где расположены наши концевые выключатели, установить максимальную скорость подачи, ускорение, максимальную скорость перемещения и параметр номер 1 на значение 255, которое поддерживает работу шаговых двигателей. все время. Тем не менее, мы должны отметить, что при включении этой функции, особенно для шагового двигателя с осью Z, мы должны настроить предел тока драйвера A4988 на минимум, потому что более короткий шаговый двигатель NEMA 17 может быстро нагреться.
Настройка плоттера GRBL
Хорошо, теперь давайте посмотрим на настройку контроллера. Здесь так много вариантов настройки, что поначалу это может немного пугать. Здесь сначала нам нужно установить перемещение пера вверх и вниз по оси Z и установить значения для положения вверх и вниз.
На вкладке Таблица инструментов мы можем определить цвет перьев и их положение. Здесь следует отметить, что эти значения относятся к G53 или системе координат станка. Это означает, что они определяются жесткими концевыми выключателями машины и максимальным ходом, который мы установили ранее в параметрах GRBL.
Для определения положения каждого пера я использовал значения смещения, которые в данном случае равны 0 для оси X и 277 для оси Y. Эти значения располагают захват перед первой ручкой, а затем мне просто нужно было определить значение Y для каждой ручки, которое составляет 21,7 мм в отрицательном направлении.
Здесь мы также можем отрегулировать скорость подачи и положение вверх и вниз для каждого пера отдельно, если это разные перья.
Затем в разделе «Смена инструмента» мы должны выбрать «Выполнить смену инструмента на Tx M06», что говорит станку выполнить смену инструмента, когда эта команда появляется в G-коде.
Значение «x» после буквы T указывает номер инструмента из таблицы инструментов. Чтобы выполнить смену инструмента, мы должны включить сценарии «выбрать» и «удалить», которые выполняются при появлении команды Tx M06. В этих сценариях мы определяем движение захвата, чтобы взять или удалить инструмент.
Для выбора пера захват сначала позиционируется перед фактическим пером в абсолютных координатах станка, определенных в таблице инструментов. Затем сервопривод открывает захват, он поднимается еще на 4 мм, затем движется к ручке в направлении X и немного в направлении Y. Затем захват закрывается, поднимает перо вверх и возвращается в то же положение перед выполнением сценария. Для удаления пера шаги сценария такие же, но в обратном порядке.
Разумеется, все эти параметры зависят от самих ручек, их размеров и размеров держателей. Единственный способ сделать этот процесс правильным — это протестировать и исправить значения.
Генерация G-кода для перьевого плоттера с ЧПУ с автоматической сменой инструмента
Наконец, давайте посмотрим, как мы можем генерировать G-код из изображений с помощью этого программного обеспечения GRBL-Plotter.
После того, как мы загрузили изображение, мы можем нажать «Предварительный просмотр с цветами из таблицы», чтобы увидеть, как будет выглядеть изображение. На вкладке коррекции изображения мы можем поиграть со значениями яркости, контрастности, гаммы и насыщенности, чтобы добиться цветов, похожих на реальное изображение или на те, которые нам действительно нужны. Мы можем установить размер вывода в мм, а в кране замены цвета мы можем удалить цвета, которые мы не хотим использовать.
Например, мы можем удалить абрикосовый цвет, который является белым цветом изображения. Затем мы можем нажать кнопку «Создать G-код», и G-код будет сгенерирован.
Мы также можем генерировать G-коды из файлов SVG, которые мы можем просто перетащить, и программа сразу сгенерирует G-код.
Прежде чем мы начнем рисовать, мы должны установить нулевую позицию в любом месте рабочей области, а затем нажать кнопку воспроизведения.
Перьевой плоттер заработает, и мы сможем наслаждаться его волшебством.
Надеюсь, вам понравилось это видео и вы узнали что-то новое. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их в разделе комментариев ниже.
Небольшой чертежный станок с ЧПУ #piday #raspberrypi @Raspberry_Pi « Adafruit Industries – Создатели, хакеры, художники, дизайнеры и инженеры!
Умное использование старой электроники от u/pheux9558 на Reddit. Они создали эту чертежную машину!
Я использую старые дисководы для компакт-дисков для осей X и Y, старый дисковод для гибких дисков для оси Z и серводвигатель для перемещения пера. Весь софт написал сам. На Arduino есть интерпретатор G-кода для управления движением по координатам. На Raspberry работает программное обеспечение Python для управления загрузкой G-кода для каждого серийного номера. В настоящее время графический интерфейс находится в разработке. На Arduino Uno находится прототип программного обеспечения расширения GPIO, которое я написал для программирования, чтения и записи выводов Arduino с помощью скрипта Python. На это у меня ушло 4 месяца. Оставьте свое мнение в комментариях
Вы можете проверить тему здесь и следить за этим проектом (и другими) в их Instagram!
Узнайте больше о различных вариантах двигателя для вашего следующего проекта
Руководство по выбору двигателя Adafruit
Каждую пятницу здесь, в Adafruit, День Пи! Обязательно ознакомьтесь с нашими публикациями, учебными пособиями и новыми продуктами, связанными с Raspberry Pi. Adafruit предлагает самый большой и лучший выбор аксессуаров для Raspberry Pi, а также весь код и учебные пособия, которые помогут вам быстро приступить к работе!
Хватит макетировать и паять – приступайте к изготовлению немедленно! Игровая площадка Adafruit’s Circuit Playground битком набита светодиодами, датчиками, кнопками, клипсами типа «крокодил» и многим другим. Создавайте проекты с Circuit Playground за несколько минут с помощью сайта программирования MakeCode с функцией перетаскивания, изучайте информатику с помощью класса CS Discoveries на code.org, переходите в CircuitPython, чтобы вместе изучать Python и аппаратное обеспечение, TinyGO или даже используйте Arduino. ИДЕ. Circuit Playground Express — новейшая и лучшая плата Circuit Playground с поддержкой CircuitPython, MakeCode и Arduino. Он имеет мощный процессор, 10 NeoPixels, мини-динамик, инфракрасный прием и передачу, две кнопки, переключатель, 14 зажимов типа «крокодил» и множество датчиков: емкостное касание, ИК-близость, температура, свет, движение и звук. Целый огромный мир электроники и кодирования ждет вас, и он умещается на вашей ладони.
Присоединяйтесь к более чем 35 000 создателей на каналах Adafruit в Discord и станьте частью сообщества! http://adafru.it/discord
Хотите поделиться потрясающим проектом? Выставка Electronics Show and Tell проходит каждую среду в 19:00 по восточному времени! Чтобы присоединиться, зайдите на YouTube и проверьте чат шоу — мы опубликуем ссылку там.
Присоединяйтесь к нам каждую среду в 20:00 по восточноевропейскому времени, чтобы задать вопрос инженеру!
Подпишитесь на Adafruit в Instagram, чтобы быть в курсе совершенно секретных новых продуктов, закулисья и многого другого https://www.instagram.com/adafruit/
CircuitPython — Самый простой способ программирования микроконтроллеров — CircuitPython.org
Maker Business — Как производятся (некоторые) чипы Информационный бюллетень Python on Microcontrollers: новое оборудование, альфа-версия Python 3.
