- Arduino CNC 기계 구축 :
- 필요한 것 :
- CNC 플로터 기계의 기초 :
- X, Y 및 Z 축 조립 :
- CNC 기계 용 드로잉 플랫폼 :
- CNC 기계의 배선 및 회로 :
- Arduino CNC 기계 코드 및 테스트 :
- 자신의 G- 코드를 생성하는 방법 :
- GRBL 컨트롤러 :
CNC 기계는 컨트롤러 장치에 입력 된 설계 프로그램에 따라 모든 것을 그리거나 기계 부품을 설계하는 데 사용되는 컴퓨터 화 된 수치 제어 기계 입니다. 컨트롤러 장치는 컴퓨터 또는 마이크로 컨트롤러 일 수 있습니다. CNC 기계에는 공급 된 프로그램에 따라 설계를 그리는 스테퍼 및 서보 모터가 있습니다.
CNC 기계를 연구 한 후 현지에서 구할 수있는 재료를 사용하여 자체 CNC 기계 를 만들기 로 결정했습니다. 세상에는 너무나 많은 CNC 기계가 있으며, 그중 일부는 제대로 제작하거나 작동하기에는 기술적이고 복잡합니다. 그래서 지금까지 가장 간단한 Arduino 기반의 CNC 플로터 머신 을 만들기로 결정했습니다. 약간의 수정으로 이것을 Arduino CNC 드로잉 머신으로 사용할 수도 있습니다.
이 DIY Arduino CNC 기계 는 대부분의 기본 모양, 텍스트 및 만화를 그릴 수 있습니다. 작동은 인간의 손으로 쓰는 것과 비슷합니다. 인간이 글을 쓰거나 그릴 수있는 방식에 비해 더 빠르고 정확합니다. 이 튜토리얼의 끝에 있는 데모 비디오 를 확인하십시오.
Arduino CNC 기계 구축:
A에 대한 CNC 플로팅 시스템이 작동하는 3 개 축 (필요 X 축, Y 축, Z 축. 일체 X 축 및 Y 축 작업 일반 용지에 2 차원 이미지를 생성하기 위해.이 x 및 y 축은 서로 90도 각도로 배치되어 일반 표면의 모든 점이 주어진 x 및 y 값으로 정의됩니다. z 축은 일반 용지에 펜을 올리고 내리는 데 사용됩니다.
그릴 이미지에 따라 컴퓨터는 적절한 좌표를 생성하고 USB 포트를 통해 마이크로 컨트롤러로 보냅니다. 마이크로 컨트롤러는 이러한 좌표를 해석 한 다음 모터의 위치를 제어하여 이미지를 생성합니다. 여기서 우리는이 CNC 기계를 만들기 위해 Arduino를 마이크로 컨트롤러로 사용했습니다. 3 축 이동은 Arduino 보드에 의해 제어되는 스테퍼 모터에 의해 제공됩니다. 스테퍼 모터를 Arduino와 인터페이스하는 방법을 확인할 수 있습니다.
이제 Arduino CNC 장치를 단계별로 구축해 보겠습니다.
필요한 것:
참고: 내 디자인은 크기와 사용되는 재료 측면에서 하드웨어가 상당히 다릅니다. 오래된 DVD 드라이브를 찾을 수 없어서 프린터 부품을 선택했습니다. 어떤 것을 사용하든 스테퍼 모터가 있는지 확인하십시오.
하드웨어 요구 사항:
- 알루미늄 시트 (710mm x 710mm)
- 구형 HP / Epson 프린터. 오래된 컴퓨터 DVD 드라이브를 사용할 수 있습니다.
- 볼트와 너트
- 방풍 유리
- Arduino UNO
- L293D 모터 드라이버 실드 또는 Arduino CNC 실드
- 미니 서보 모터
- 펜
도구:
- 드라이버
- 송곳
- 절단 도구 (쇠톱)
- 접착제
- 벤치 장치
소프트웨어:
이 기계의 효율적인 작동을 위해 다음 소프트웨어가 사용됩니다. 다양한 웹 사이트로 이동하여 다운로드하십시오.
- 여기에서 Arduino IDE 버전 1.6.6 이상 버전
- 여기에서 IDE 버전 3.1.1 이상 버전 처리
- Inkscape 버전 0.48.5. 여기에서 다운로드하십시오.
- GRBL 컨트롤러 (옵션)
CNC 플로터 기계의 기초:
이 장치의 본체는 기계의 모든 주요 부분을 함께지지하는베이스로 기계가 견고하고 휴대 가능합니다. 이 디자인에서는 가볍고 구부리거나 자르기 쉬우 며 녹이 슬지 않아 광택이 좋은 외관을 제공하기 때문에 알루미늄을 사용하여베이스를 구성합니다.
내베이스 의 디자인과 치수 는 다음과 같습니다.
참고: 모든 치수는 밀리미터 단위입니다.
모든 구부리고 절단 한 후 아래와 같이 매우 단단한베이스를 만들 수있었습니다.
X, Y 및 Z 축 조립:
x 및 y 축을 만들기 위해 두 개의 프린터 크래들이 사용됩니다. 이러한 각 부품에는 스테퍼 모터와 일반적으로 카트리지를 앞뒤로 이동하는 데 사용되는 벨트 구동 메커니즘이 포함되어 있습니다.
z 축의 경우 y 축에 미니 서보 모터가 접착제를 사용하여 부착됩니다. 이 서보 모터는 펜을 위아래로 움직이는 데 사용됩니다. 펜을 자유롭게 위아래로 움직일 수있는 좋은지지 메커니즘을 구성해야합니다.
CNC 기계 용 드로잉 플랫폼:
이 기계의 거대한 크기로 인해이 장치는 A5 크기의 용지에 그림을 그릴 수 있습니다. 따라서 Perspex 유리에서 A5 (148mmx210mm) 크기의 플랫폼을 잘라낸 다음 접착제를 사용하여 x 축 이동 부품에 붙입니다.
CNC 기계의 배선 및 회로:
L293D 모터 드라이버 실드 를 Arduino UNO 보드에 삽입합니다. 이 실드는 2 개의 스테퍼 모터와 2 개의 서보 모터를 동시에 구동 할 수 있습니다. 아래 그림과 같이 2 개의 스테퍼 모터를 연결합니다. 모터는 바이 포플러 타입이므로 접지 연결은 연결되지 않은 상태로 두어야합니다. 이것은 플로터 머신 의 Arduino CNC 컨트롤러 역할을 합니다.
또한 미니 서보 모터 를 servo1에 부착하십시오. 7.5V-9V 전원 공급 장치를 모터 드라이버 실드의 전원 포트에 연결합니다. 이제 기계를 테스트 할 준비가되었습니다.
Arduino CNC 기계 코드 및 테스트:
먼저 스테퍼 모터 를 테스트하고 올바르게 연결되었는지 확인해야합니다.
L293D 모터 드라이버 실드를 사용하고 있으므로 여기에서 AFmotor 라이브러리 를 다운로드 해야합니다. 그런 다음 Arduino IDE 라이브러리 폴더에 추가하십시오. 이름을 AFMotor로 바꾸십시오. Arduino IDE가 열려 있으면 닫았다가 다시 열고 file-> examples-> Adafruit Motor Shield Library-> stepper를 클릭하십시오 . 도구에서 올바른 포트와 보드를 선택했는지 확인한 다음 코드를 Arduino 보드에 업로드하십시오. 스테퍼 모터 1에서 약간의 움직임이 관찰되어야합니다.
모터 2를 테스트하려면 다음 줄에서 모터 포트를 2에서 1로 변경 한 다음 코드를 다시 업로드하십시오.
#include // 회 전당 48 스텝 (7.5도)의 스테퍼 모터 연결 // 모터 포트 # 2 (M3 및 M4)에 연결 AF_Stepper motor (48, 2);
CNC 기계 용 Arduino 코드:
스테퍼 모터가 적절하게 응답 하면 아래 코드 섹션에서 CNC 기계 용 Arduino 코드를 복사 하여 Arduino 보드에 업로드합니다. 아래 링크에서 코드를 다운로드 할 수 있습니다.
Arduino CNC 코드 다운로드
CNC 기계 용 G- 코드:
G-CODE는 컴퓨터 화 된 기계 (CNC)에게 무언가를하도록 지시하는 언어입니다. 기본적으로 X, Y 및 Z 좌표를 포함하는 파일입니다.
예를 들면:
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
단순한 사각형에 대한 G 코드를 작성하는 것은 정말 어려울 수 있지만 운 좋게도 G 코드를 생성하는 데 도움이되는 소프트웨어가 있습니다. 이 소프트웨어는 " Inkscape " 라고 하며 여기에서 다운로드하십시오.
다음 섹션에서 설명했듯이 Inkscape를 사용하여 자신 만의 G-Code를 생성 할 수 있지만 인터넷에서 쉽게 구할 수있는 G-Code를 사용할 수 있습니다.
Inkscape를 사용하여 G- 코드를 생성하는 방법을 보여주기 전에 해당 G- 코드를 Arduino로 보내는 방법에 대해 논의하겠습니다. G-Code를 Arduino로 보낼 수있는 소프트웨어를 Processing이라고합니다.
G-Code 업로드를위한 IDE 처리:
이 플랫폼은 G-Code를 Arduino 보드로 보내는 데 도움이됩니다. 이렇게하려면 GCTRL.PDE 파일을 다운로드해야합니다.
여기에서 GCTRL.pde 파일을 다운로드하고 Processing IDE를 사용하여 엽니 다.
Processing IDE에서 열었 으면 실행을 클릭하십시오. 모든 지침이있는 창이 나타납니다. 키보드에서 p 를 누릅니다. 시스템에서 포트를 선택하라는 메시지가 표시됩니다. 따라서 Arduino 보드가 연결된 포트를 선택하십시오. 내 경우에는 포트 6입니다.
이제 g를 누르고 G-CODE를 저장 한 폴더를 찾습니다. 올바른 G-CODE를 선택하고 Enter를 누르십시오. 모든 것이 올바르게 연결 되었으면 종이에 플롯을 시작하는 장치를 볼 수 있습니다.
프로세스를 종료하려면 x를 누르기 만하면 장치가 수행하던 작업을 중지합니다.
자신의 G- 코드를 생성하는 방법:
Inkscape 는 G-CODES를 생성하는 데 사용할 소프트웨어라고 언급했습니다. 이 예에서는 아래와 같이 간단한 텍스트 (HELLO WORLD) 를 생성합니다.
참고 : Inkscape에는 파일을 G-CODE로 저장하는 기본 방법이 없습니다 . 따라서이미지를 G-CODE 파일로 내보낼 수 있는 추가 기능 을 설치 해야합니다. 여기에서이 MakerBot Unicorn 플러그인을 설치 정보와 함께 다운로드하십시오.
설치에 성공하면 Inkscape를 열고 파일 메뉴로 이동 한 다음 "문서 속성"을 클릭합니다. 먼저 치수를 px에서 mm로 변경합니다. 또한 너비와 높이를 90mm로 줄입니다. 이제이 창을 닫으십시오. 그리기 영역으로 사각형이 나타납니다. 이것은 우리가 텍스트를 작성하는 데 사용할 영역입니다.
이제 왼쪽 사이드 바에서 텍스트 개체 생성 및 편집 탭을 클릭합니다. " HELLO WORLD " 텍스트를 입력하고 아래 그림과 같이 사각형의 오른쪽 상단 모서리에 배치합니다.
텍스트를 클릭하고 원하는 글꼴 스타일 유형을 선택하십시오. 적용 및 닫기를 클릭하십시오.
이제 경로를 클릭하고 "를 선택 경로에 객체를 "
이제 텍스트를 G-CODE로 저장할 준비가되었습니다. 파일-> 다른 이름으로 저장을 클릭 한 다음 파일 이름을 "hello world"로 입력합니다.
아래 그림과 같이 파일 형식을 "MakerBot Unicon G-Code" 로 변경합니다. 애드온 설치가 성공한 경우에만 나타납니다. 마지막으로 저장을 클릭하고 팝업 창에서 확인을 클릭하십시오.
G-Code를 생성했으며 이전 절차를 사용하여 플롯 할 수 있습니다.
GRBL 컨트롤러:
Inkscape를 사용하여 G-Code를 생성 한 후에는 그리기 한계 내에 있는지 확인하기 위해 G-Code를 확인해야 할 수 있습니다.
도면은 제한의 Arduino CNC CODE 설정되어 아래의 라인:
GRBL 컨트롤러에서 위의 이미지는 위의 CNC Arduino 코드에 표시된 한계를 넘어서는 안됩니다. 예를 들어 x 축의 음수 방향으로 이러한 제한을 초과하면 음수면의 해당 부분이 플로팅되지 않습니다.
이 예에서 x 및 y 값의 범위는 0mm에서 40mm입니다.
넓은 면적에 플롯 할 수있는 프린터 부품을 사용하고 있으므로 최대 값을 40mm에서 60mm로 변경합니다.
Inkscape를 사용하여 G-Code를 생성 할 때마다 먼저 GRBL 프로그램에서 해당 G-Code를 열어 제한 범위 내에 있는지 확인할 수 있습니다. 범위 내에 있지 않은 경우 한계 내에있을 때까지 Inkscape에서 이미지 크기를 조정해야합니다.
따라서 이것은 가정에서 arduino uno를 사용하여 CNC 플로터 기계를 만드는 가장 저렴하고 간단한 방법입니다. 그것을 시도하고 의견으로 알려주십시오 또한 아래 비디오를 확인하십시오.