Mesin plotter cnc berbasis arduino DIY

Mesin CNC adalah Mesin Kontrol Numerik Terkomputerisasi yang digunakan untuk menggambar atau mendesain bagian mekanis apa pun sesuai dengan program desain yang dimasukkan ke dalam unit pengontrolnya. Unit pengontrol dapat berupa komputer atau mikrokontroler. Mesin CNC memiliki motor stepper dan servo untuk menggambar desain sesuai dengan program pengumpanan.

Setelah meneliti mesin CNC, saya memutuskan untuk membuat mesin CNC saya sendiri menggunakan bahan yang tersedia secara lokal. Ada begitu banyak mesin CNC di dunia, beberapa di antaranya sangat teknis dan rumit untuk dibuat atau bahkan dioperasikan dengan benar. Untuk alasan ini, saya memutuskan untuk membuat Mesin Plotter CNC sederhana berdasarkan Arduino yang sejauh ini paling sederhana untuk dibuat. Anda juga dapat menggunakan ini sebagai mesin gambar CNC Arduino dengan sedikit modifikasi.

Mesin CNC Arduino DIY ini dapat menggambar sebagian besar bentuk dasar, teks, dan bahkan kartun. Pengoperasiannya mirip dengan cara tangan manusia menulis. Ini lebih cepat dan lebih akurat dibandingkan dengan cara manusia menulis atau menggambar. Periksa Video demonstrasi di akhir tutorial ini.

Membangun Mesin CNC Arduino:

Agar mesin penggambar CNC dapat beroperasi, diperlukan 3 sumbu (sumbu x, sumbu y, dan sumbu z. Sumbu x dan sumbu y bekerja bersama-sama untuk membuat gambar 2D pada kertas biasa. Sumbu x dan y ini sumbu ditempatkan 90 derajat satu sama lain sehingga setiap titik pada permukaan polos ditentukan oleh nilai x dan y. Sumbu z digunakan untuk mengangkat dan menurunkan pena ke atas kertas biasa.

Bergantung pada gambar yang akan digambar, komputer akan menghasilkan koordinat yang sesuai dan mengirimkannya ke mikrokontroler melalui port USB. Mikrokontroler mengartikan koordinat ini dan kemudian mengontrol posisi motor untuk membuat gambar. Di sini kami telah menggunakan Arduino sebagai Mikrokontroler untuk membangun Mesin CNC ini. Gerakan tiga sumbu disediakan oleh motor stepper, yang akan dikendalikan oleh papan Arduino. Anda dapat mengetahui cara menghubungkan motor stepper dengan Arduino jika Anda baru mengenal ini.

Jadi mari kita mulai membangun perangkat Arduino CNC kita selangkah demi selangkah.

Apa yang kau butuhkan:

Catatan: Desain saya sangat berbeda dalam perangkat keras dalam hal ukuran dan bahan yang digunakan. Saya tidak dapat menemukan drive DVD lama jadi saya memilih suku cadang printer. Apa pun yang Anda gunakan, pastikan motor tersebut memiliki motor stepper.

Kebutuhan Hardware:

Lembaran aluminium (710mm x 710mm)
Printer HP / Epson lama. Anda dapat menggunakan drive DVD komputer lama
Baut dan mur
Kaca Perspex
Arduino UNO
Pelindung driver motor L293D atau pelindung Arduino CNC
Motor servo mini
Pena

</s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> orang </s>

Alat:

Obeng
Bor
Alat pemotong (gergaji besi)
Lem
Perangkat bangku

Perangkat lunak:

Untuk pengoperasian yang efisien dari mesin ini, perangkat lunak berikut digunakan. Buka berbagai situs web dan unduh.

Arduino IDE versi 1.6.6 atau versi yang lebih baru dari sini
Memproses IDE versi 3.1.1 atau versi yang lebih baru dari sini
Inkscape versi 0.48.5. Unduh dari sini.
Pengontrol grbl (opsional)

Dasar untuk Mesin Plotter CNC:

Badan utama perangkat ini adalah alas yang menopang semua bagian utama mesin secara bersama-sama sehingga mesin tersebut kokoh dan juga portabel. Pada desain ini kita akan menggunakan alumunium untuk membangun alasnya karena ringan, mudah ditekuk dan dipotong serta memberikan tampilan yang mengkilat karena tidak berkarat.

The desain dan dimensi dasar saya adalah sebagai berikut:

Catatan: Semua dimensi dalam milimeter.

Setelah semua pembengkokan dan pemotongan, saya dapat menghasilkan dasar yang sangat kokoh seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Perakitan Sumbu X, Y dan Z:

Untuk membuat sumbu x dan y, digunakan dua dudukan printer. Masing-masing bagian ini berisi motor stepper dan mekanisme penggerak sabuk yang biasanya digunakan untuk menggerakkan kartrid ke sana kemari.

Untuk sumbu z dipasang motor servo mini pada sumbu y dengan menggunakan lem. Motor servo ini digunakan untuk menggerakkan pulpen ke atas dan ke bawah. Mekanisme pendukung yang baik harus dibangun yang akan memungkinkan gerakan bebas naik dan turun dari pena.

Platform Menggambar untuk Mesin CNC:

Karena ukuran mesin yang sangat besar ini, perangkat ini mampu menggambar di atas kertas berukuran A5. Oleh karena itu kami akan memotong platform berukuran A5 (148mmx210mm) dari kaca Perspex dan kemudian menempelkannya ke bagian penggerak sumbu x menggunakan lem.

Pengkabelan dan Sirkuit Mesin CNC:

Masukkan pelindung driver motor L293D ke papan Arduino UNO. Pelindung ini dapat menggerakkan dua motor stepper pada saat yang sama dan dua motor servo. Hubungkan dua motor stepper seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Sambungan arde harus dibiarkan tidak tersambung karena motornya berjenis bipoplar. Ini akan bertindak sebagai pengontrol Arduino CNC kami untuk mesin Plotter kami.

Pasang juga motor servo mini ke servo1. Hubungkan catu daya 7,5V - 9V ke port daya pelindung driver motor. Mesin sekarang siap untuk diuji.

Kode dan Pengujian Mesin CNC Arduino:

Pertama kita perlu menguji motor stepper dan melihat apakah mereka terhubung dengan benar.

Karena kami menggunakan pelindung driver motor L293D, kami perlu mengunduh Perpustakaan Motor AF dari sini. Kemudian tambahkan ke folder perpustakaan Arduino IDE Anda. Pastikan Anda mengganti namanya menjadi AFMotor . Jika Arduino IDE sudah terbuka tutup dan buka lagi dan klik file -> contoh -> Adafruit Motor Shield Library -> stepper . Pastikan Anda memilih port dan alat papan yang benar dan kemudian unggah kode ke papan Arduino. Beberapa gerakan harus diperhatikan pada motor stepper satu.

Untuk menguji motor kedua, ubah port motor dari 2 ke 1 di baris berikut lalu unggah kode lagi.

#include // Hubungkan motor stepper dengan 48 langkah per putaran (7,5 derajat) // ke port motor # 2 (M3 dan M4) Motor AF_Stepper (48, 2);

Kode Arduino untuk Mesin CNC:

Setelah motor stepper merespons dengan tepat, salin kode Arduino untuk mesin CNC dari bagian Kode di bawah ini dan unggah ke papan Arduino. Anda dapat mengunduh kode dari tautan di bawah ini.

Pengunduhan kode Arduino CNC

G-Code untuk Mesin CNC:

G - CODE adalah bahasa yang kami gunakan untuk memerintahkan mesin terkomputerisasi (CNC) untuk melakukan sesuatu. Ini pada dasarnya adalah file yang berisi koordinat X, Y dan Z.

Sebagai contoh:

G17 G20 G90 G94 G54 G0 Z0.25X-0.5 Y0. Z0.1 G01 Z0. F5. G02 X0. Y0.5 I0.5 J0. F2.5 X0.5 Y0. I0. J-0,5 X0. Y-0,5 I-0,5 J0. X-0,5 Y0. I0. J0.5 G01 Z0.1 F5. G00 X0. Y0. Z0.25

Menulis G-Code hanya untuk kotak sederhana bisa sangat menantang, tetapi untungnya kami memiliki perangkat lunak yang dapat membantu kami menghasilkan G-Code. Perangkat lunak ini disebut " Inkscape ", unduh dari sini.

Anda dapat membuat G-Code Anda sendiri menggunakan Inkscape, yang telah kami jelaskan di bagian selanjutnya atau tetapi Anda dapat menggunakan G-Codes yang tersedia di internet.

Sebelum saya menunjukkan kepada Anda bagaimana membuat G-Codes menggunakan Inkscape mari kita bahas tentang bagaimana mengirim G-Codes tersebut ke Arduino. Perangkat lunak yang memungkinkan kami mengirim Kode-G ke Arduino disebut Pemrosesan.

Memproses IDE untuk mengunggah G-Code:

Platform ini akan membantu kami mengirimkan G-Codes ke papan Arduino. Untuk melakukannya, Anda harus mengunduh file GCTRL.PDE.

Unduh file GCTRL.pde dari sini dan buka menggunakan Processing IDE

Setelah Anda membukanya di Processing IDE, klik run. Sebuah jendela muncul dengan semua instruksi. Tekan p pada keyboard. Sistem akan meminta Anda untuk memilih porta. Jadi pilih port tempat papan Arduino Anda terhubung. Saya kasus saya itu port 6.

Sekarang tekan g dan telusuri ke folder tempat Anda menyimpan G-CODE Anda. Pilih G-CODE yang benar dan tekan enter. Jika semuanya terhubung dengan benar, Anda akan melihat perangkat Anda mulai menggambar di atas kertas.

Jika Anda ingin menghentikan proses, cukup tekan x dan perangkat akan menghentikan apa pun yang dilakukannya.

Cara Menghasilkan Kode G Anda Sendiri:

Kami menyebutkan bahwa Inkscape adalah perangkat lunak yang akan kami gunakan untuk menghasilkan G-CODES kami. Dalam contoh ini kita akan membuat teks sederhana (HELLO WORLD) seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Catatan : Inkscape tidak memiliki cara bawaan untuk menyimpan file sebagai G-CODE . Oleh karena itu, Anda perlu menginstal Add-on yang memungkinkan gambar ekspor ke file G-CODE. Unduh plugin MakerBot Unicorn ini dari sini dengan catatan instalasi.

Jika instalasi berhasil, Buka Inkscape, masuk ke menu File dan klik "Document Properties". Pertama ubah dimensi dari px menjadi mm. Kurangi juga lebar dan tinggi menjadi 90 mm. Sekarang tutup jendela ini. Kotak muncul sebagai area gambar. Ini adalah area yang akan kita gunakan untuk menulis teks kita.

Sekarang di bilah sisi kiri, klik pada tab buat dan edit objek teks. Ketik teks " HELLO WORLD " dan posisikan di pojok kanan atas kotak seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Klik teks dan pilih jenis gaya font yang Anda sukai. Klik terapkan dan tutup.

Sekarang klik pada jalur dan pilih " objek ke jalur "

Teks Anda sekarang siap disimpan sebagai G-CODE. Klik pada file -> save as dan kemudian ketik nama file sebagai "hello world"

Ubah jenis file menjadi "MakerBot Unicon G-Code" seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini hanya akan muncul jika penginstalan Add-on berhasil. Terakhir, klik simpan dan klik ok di jendela pop-up.

Anda telah membuat G-Code dan dapat diplot menggunakan prosedur sebelumnya.

Pengontrol GRBL:

Setelah Anda berhasil membuat G-Code menggunakan Inkscape, Anda mungkin perlu melihat G-Code untuk memastikan bahwa itu berada dalam batas gambar.

The batas menggambar ditetapkan dalam Arduino CNC CODE di baris di bawah ini:

Gambar seperti yang ditunjukkan di atas dalam pengontrol GRBL tidak boleh melampaui batas tersebut seperti yang ditunjukkan pada kode Arduino CNC di atas. Jika melebihi batas tersebut misalnya ke arah sisi negatif dari sumbu x, bagian di sisi negatif tidak akan diplot.

Dalam contoh ini, nilai x dan y berkisar dari 0mm hingga 40mm.

Karena saya menggunakan bagian printer yang dapat memplot di area yang lebih besar, saya mengubah nilai maks dari 40mm menjadi 60mm.

Setiap kali Anda membuat G-Code menggunakan Inkscape, Anda dapat membuka G-Code tersebut di program GRBL terlebih dahulu untuk melihat apakah G-Code tersebut masih dalam batas tersebut. Jika tidak di dalam, Anda perlu mengubah ukuran gambar Anda di Inkscape hingga sesuai dengan batas Anda.

Jadi ini adalah metode termurah dan termudah untuk membangun mesin CNC Plotter menggunakan arduino uno di rumah. Cobalah dan beri tahu kami di komentar juga periksa Video di bawah ini.