พล็อตเตอร์ขวด CNC แบบหมุน: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

ฉันหยิบลูกกลิ้งขึ้นมาซึ่งอาจใช้ในเครื่องพิมพ์ ฉันเกิดความคิดที่จะเปลี่ยนให้เป็นแกนหมุนของเครื่องพล็อตเตอร์ขวด CNC วันนี้ผมขอแชร์วิธีสร้างเครื่องวางแผนขวด CNC จากลูกกลิ้งและเศษวัสดุอื่นๆ เหล่านี้

ในการทำโครงงานนี้ ฉันได้รับแรงบันดาลใจจาก lingib ด้วย CNC Drum Plotter:

มาเริ่มกันเลย

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่เราต้องการ

• 1 ชิ้น x Arduino Uno R3
• 1 pcs x Arduino CNC Shield V3 GRBL.
• 4pcs x Stepper เครื่องยนต์ ไดร์เวอร์ A4988
• 2 ชิ้น x เครื่องเล่นซีดี/ดีวีดีเก่า
• 2 ชิ้น x Stepper เครื่องยนต์ NEMA 17 ขนาด
• 2 pcs x Old Printer Rollers, มีความยาวประมาณ 370 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.

• สายริบบิ้นสายรุ้ง 2 เมตร x 8P
• 2 ชิ้น x ข้อต่อเพลาอะลูมิเนียมแบบยืดหยุ่น ขนาดรูใน: 5 มม. x 8 มม.
• 1 ชิ้น x ข้อต่อเพลาแบบยืดหยุ่นอลูมิเนียม ขนาดรูใน: 10 มม. x 10 มม. ใช้สำหรับหนีบปากกา/ดินสอ
• 1 pcs x เครื่องเย็บกระดาษ.
• 6 ชิ้น x ทองแดง เสาทองเหลือง L-5/10มม.
• 3 ชิ้น x เกลียวไม้แขวนและน๊อต M10 x 500mm. ฉันใช้แบบเกลียวสำหรับโคมไฟแขวน

• 8 ชิ้น x แบริ่ง 8 มม. ID.
• 2pcs x XH2.54mm – 6P 20cm ลวด ขั้วต่อสายคู่
• รองรับรูปร่าง 4pcs x L
• 2 ชิ้น x รองรับการติดตั้งสำหรับ Stepper เครื่องยนต์
• 1 ชิ้น x พาวเวอร์ซัพพลาย 12V.
• รัดสายไฟขนาดเล็ก พันเกลียวสายไฟ น็อต M4 และน็อต

ขั้นตอนที่ 2: ซอฟต์แวร์

• เฟิร์มแวร์ GRBL
• อิงค์สเคป
• ซอฟต์แวร์ AxiDraw 2.6.3 โดย Evil Mad Scientist Laboratories เป็นตัวเลือกสำหรับการต่อเติมช่องฟักไข่
• ผู้ส่ง Gcode สากล

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบแกนหมุน Y

ฉันนำไม้ 2 อันจากของเล่นเด็กกลับมาใช้ใหม่ เจาะรู 2 รูบนไม้แต่ละอันที่มีระยะห่างประมาณ 65 มม. และติดตั้งตลับลูกปืนในรูเจาะ

• ขนาดแท่งไม้สีฟ้า: 100 x 30 x 10mm
• ขนาดแท่งไม้สีแดง: 165 x 30 x 10mm

ปลายลูกกลิ้งเครื่องพิมพ์สองอันถูกสอดเข้าไปในตลับลูกปืนแท่งไม้สีน้ำเงิน

ฉันใส่ปลายลูกกลิ้งด้านอื่นเข้าไปในแบริ่งของแท่งไม้สีแดง และเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 2 แกน แกน Y กับ 2 ลูกกลิ้งโดยใช้ข้อต่อแบบยืดหยุ่น 5x8 มม. จากนั้นฉันก็ตัดแผ่นไม้ขนาด 250x350 มม. เพื่อสร้างแผ่นรอง CNC และติดตั้งตัวรองรับรูปร่าง L สเต็ปเปอร์มอเตอร์และแท่งไม้สีแดงถูกติดตั้งบนฐานรองนี้

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบแกน X และ Z

แกน X และแกน Z ถูกติดตั้งบนกล่องไม้ขนาด 12x10x6 มม. ซึ่งเจาะ 4 รูและใส่น็อต M10 4 ตัวเข้าไปในรูเหล่านี้ ระยะห่างระหว่างน็อตสองตัวที่ด้านเดียวคือ 30 มม.

แท่งเกลียว M10 ได้รับการขัดเงาที่ปลายทั้งสองข้างจนกระทั่งถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม.

ฉันขันเกลียวเกลียว M10x500 สองอันเป็นน็อต 4 ตัวของกล่องไม้ ฉันสามารถปรับตำแหน่งของแกน X ด้วยตนเองได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยาวของขวด น็อตอีกสี่ตัวยังถูกขันเข้ากับปลายแท่งเกลียวทั้งสองข้างเพื่อยึดตำแหน่งที่ต้องการ

สำหรับแกน X และ Z ฉันติดตั้งเครื่องเล่นซีดี/ดีวีดีเก่า 2 เครื่องบนกล่องไม้ด้านบนขนาด 12x10x6 มม.

สำหรับการหนีบปากกา/ดินสอ ฉันใช้กลไกสปริงของที่เย็บกระดาษและข้อต่อแบบยืดหยุ่น 10x10 มม. รายละเอียดที่คุณสามารถตรวจสอบได้จากคำแนะนำก่อนหน้าของฉัน: BACK TO BASIC-MINI CNC PLOTTER

ฉันตัดแผ่นไม้ 2 แผ่นที่มีขนาด 100x200 มม. เพื่อสร้างส่วนรองรับด้านซ้ายและด้านขวาของแกน X และ Z ฉันเจาะรู 2 รูบนเพลตแต่ละแผ่นโดยมีระยะห่างประมาณ 30 มม. และติดตั้งตลับลูกปืนในรูเจาะ รูอื่น ๆ ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับฐานรองรับรูปตัว L

แท่งเกลียวสองอันพร้อมเครื่องเล่น CD/DVD สองตัวถูกสอดเข้าไปในตลับลูกปืน 2 อันของตัวรองรับด้านขวาและด้านซ้าย

เพื่อให้การรองรับแกน X แข็งแรงเพียงพอ ฉันใช้แกนเกลียวเพิ่มเติม 10x500 มม. หนึ่งอันเพื่อเชื่อมต่อส่วนรองรับด้านซ้ายและขวา

ส่วนรองรับด้านซ้ายและขวาของแกน XZ ถูกติดตั้งบนเพลท CNC

เนื่องจากแกน X จำกัดไว้ที่ 40 มม. เพื่อให้สามารถขยายช่วงการพล็อตได้ ฉันจึงใช้เฟืองเครื่องพิมพ์และเข็มขัดเพื่อเชื่อมต่อแท่งเกลียว 2 อันเข้าด้วยกัน ด้วยวิธีนี้ ฉันสามารถปรับตำแหน่งการพล็อตที่ต้องการได้ขึ้นอยู่กับความยาวของขวดด้วยมือ

เสร็จแล้ว.

ขั้นตอนที่ 5: การเชื่อมต่อ

โครงการของฉันใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 4 ตัวและไดรเวอร์ A4988 เนื่องจากแกนหมุน Y ทำงานด้วยสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 2 ตัว ฉันต้องเพิ่มจัมเปอร์ 2 ตัวดังภาพด้านล่างเพื่อกำหนดค่าแกนที่ 4 ในกรณีนี้ แกน Y จะถูกโคลนไปยังไดรเวอร์สเต็ปเปอร์ A4988 ตัวที่ 4 ซึ่งทำเครื่องหมายเป็น "A" บนชิลด์ CNC

ในที่สุดฉันก็ติดตั้ง CNC Shield และ Arduino Uno เข้ากับแผ่นรอง CNC และเชื่อมต่อสายเคเบิลจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 4 ตัวกับไดรเวอร์ A4988 4 ตัว

หมายเหตุ: คุณสามารถอ้างถึง BACK TO BASIC-MINI CNC PLOTTER ที่สอนได้ของฉันที่ขั้นตอนที่ 5 สำหรับการตั้งค่าไมโครขั้นตอนและขีด จำกัด ปัจจุบันของไดรเวอร์ stepper A4988

• การตั้งค่าไมโครสเต็ปของฉันคือความละเอียด 1/8 ขั้นตอนสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทั้งหมด
• เราควรให้ความสนใจกับการกำหนดขีดจำกัดปัจจุบันของสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยการปรับโพเทนชิออมิเตอร์ของทริมเมอร์บนบอร์ด A4988

งานประกอบและการเชื่อมต่อไฟฟ้าทั้งหมดเสร็จสิ้นแล้ว

ขั้นตอนที่ 6: เฟิร์มแวร์ GRBL และการสอบเทียบ

1. อัปโหลดเฟิร์มแวร์ GRBL ไปยัง Arduino Uno

• ดาวน์โหลดไฟล์เฟิร์มแวร์ GRBL
• คัดลอก GRBL ไปยัง C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\libraries
• เปิด Arduino IDE จากเมนูไฟล์ คลิกตัวอย่าง ‣ GRBL ‣ grblUpload
• เลือกพอร์ตและบอร์ดที่ถูกต้อง (Arduino Uno) คอมไพล์และอัปโหลดโค้ดไปยัง Arduino Uno

2. พารามิเตอร์ GRBL สำหรับเครื่องล็อตเตอร์ขวดของฉันมีดังนี้:

$0	10.000	เวลาชีพจรขั้นตอน
$1	25.000	ขั้นตอนที่ไม่ได้ใช้งานล่าช้า
$2	0.000	สลับชีพจรขั้นตอน
$3	0.000	พลิกทิศทางของขั้นตอน
$4	0.000	สลับขั้นตอนเปิดใช้งาน pin
$5	0.000	พลิกพินลิมิต
$6	0.000	พลิกขาโพรบ
$10	1.000	ตัวเลือกรายงานสถานะ
$11	0.010	ส่วนเบี่ยงเบนทางแยก
$12	0.002	ความอดทนอาร์ค
$13	0.000	รายงานเป็นนิ้ว
$20	0.000	เปิดใช้งานขีดจำกัดซอฟต์
$21	0.000	เปิดใช้งานขีดจำกัดฮาร์ด
$22	0.000	เปิดใช้งานวงจรกลับบ้าน
$23	0.000	กลับทิศทางกลับทิศ
$24	25.000	Homing ค้นหาอัตราฟีด
$25	500.000	อัตราการค้นหาการค้นหากลับบ้าน
$26	250.000	สวิตช์โฮมดิงเด้งดีเลย์
$27	1.000	ระยะดึงสวิตช์กลับบ้าน
$30	1000.000	ความเร็วแกนหมุนสูงสุด
$31	0.000	ความเร็วแกนหมุนต่ำสุด
$32	0.000	เปิดใช้งานโหมดเลเซอร์
$100	53.333	ความละเอียดการเคลื่อนที่ของแกน X
$101	20.000	ความละเอียดการเคลื่อนที่ของแกน Y
$102	53.333	ความละเอียดการเคลื่อนที่ของแกน Z
$110	1000.000	อัตราสูงสุดของแกน X
$111	1000.000	อัตราสูงสุดของแกน Y
$112	1000.000	อัตราสูงสุดของแกน Z
$120	50.000	การเร่งความเร็วแกน X
$121	50.000	การเร่งความเร็วแกน Y
$122	50.000	การเร่งความเร็วแกน Z
$130	40.000	การเดินทางสูงสุดของแกน X
$131	220.000	การเดินทางสูงสุดของแกน Y
$132	40.000	การเดินทางสูงสุดของแกน Z

พารามิเตอร์สำคัญที่ฉันได้ทำการสอบเทียบนั้นถูกเน้นไว้ในตารางด้านบน

3. การตั้งค่า STEP/MM:

การตั้งค่าสเต็ป/มม. สำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์แสดงในตารางด้านล่างตามสูตร:

ขั้น/มม. = (ขั้นต่อรอบ)*(ไมโครสเต็ป) / (มม. ต่อรอบ)

แกน X และ Z - $101 และ $103:

ความยาวของสกรูทำงาน:	40.00	มม
เทวดาขั้นตอน:	18	°
จำนวนขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับ DVD stepper เพื่อให้ 1 รอบสมบูรณ์:	20	ขั้นตอน/รอบ
การตั้งค่าไมโครสเต็ป A4988:	8	-
ระยะพิทช์สกรูของสเต็ป DVD (มม./รอบ):	3.0	มม./รอบ
ขั้นตอน/MM:	53.333	ขั้นตอน/mm

แกน Y และ A - $101

เพื่อหา STEP / mm ของแกนหมุน ฉันวัดเส้นรอบวงของยางทรงกระบอกที่ติดอยู่บนลูกกลิ้งของเครื่องพิมพ์ มันเป็นความยาวตรงสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพื่อทำ 1 รอบที่สมบูรณ์และในกรณีของฉันคือ 80 มม.

ในการทดสอบของฉัน ฉันใช้ขวดแก้ว (ขวดน้ำปลา) ที่มีเส้นรอบวง 220 มม.

ระยะเวลาในการทำงานของแกนหมุน:	220.000	มม
เทวดาขั้นตอน:	1.8	°
จำนวนขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับ stepper เพื่อให้ 1 รอบสมบูรณ์:	200	ขั้นตอน/รอบ
การตั้งค่าไมโครสเต็ป A4988:	8	-
มม. ต่อการปฏิวัติ:	80.000	มม./รอบ
ขั้นตอน/MM:	20.000	ขั้นตอน/mm

ขั้นตอนที่ 7: INKSCAPE และ UGS

1. อิงค์สเคป

- จากเมนู Inkscape ไปที่ File ‣ Properties และในแท็บ Page ให้ตั้งค่าหน่วยแสดงผล (มิลลิเมตร) การวางแนวเป็นแนวตั้งและขนาดหน้า: 40x 220 มม. - นำเข้ารูปภาพที่เหมาะสมโดยใช้เมนู ไฟล์ ‣ นำเข้า ในเมนู ไปที่ Path ‣ Trace Bitmap และแปลง Object เป็น Path

- ไปที่ส่วนขยาย ‣ Gcodetools ‣ เครื่องมือ Libary เลือกประเภทเครื่องมือ: ทรงกระบอก แล้วคลิกนำไปใช้

- ไปที่ส่วนขยาย ‣ Gcodetools ‣ จุดปฐมนิเทศ

• ประเภทการวางแนว: โหมด 2 จุด
• Z พื้นผิว: 0.0 มม. นี่คือด้านบนของพื้นผิวกระดาษของคุณ
• Z ความลึก: -1.0mm. นี่คือตำแหน่งการทำงานของแกน Z เมื่อพล็อตเตอร์ CNC กำลังวาดวัตถุ ตัวเลขติดลบนี้ช่วยให้แน่ใจว่าปลายปากกาสามารถสัมผัสกับกระดาษได้

- ไปที่ส่วนขยาย ‣ Gcodetools ‣ เส้นทางไปยัง Gcode

• ความสูงของเซฟ Z: 2 มม. เป็นความสูงเหนือพื้นผิวการวางแผนเมื่อเคลื่อนที่ระหว่างจุดวาด
• คลิกแท็บ Path to Gcode ก่อนคลิก Apply สิ่งนี้จะสร้างไฟล์ G-code

2. แพลตฟอร์ม GCODE สากล

• เปิด Universal Gcode Platform เลือก Port และตั้งค่า Baud เป็น 115200 คลิกแท็บ Connect
• เลือกตำแหน่งที่เหมาะสมโดยเลื่อนแกน X ไปทางซ้าย-ขวา แกน Y เดินหน้า-ถอยหลัง และตั้งค่าพิกัดเดิมด้วยปุ่ม Reset Zero
• คลิก เปิด ‣ เรียกดูไฟล์ G-code ที่สร้างโดย INKCAPE
• คลิกส่งและพล็อตเตอร์ CNC จะดำเนินการวาดภาพตามรหัส G
• ตรวจสอบการทำงานของพล็อตเตอร์บนแท็บ Visualizer

ขั้นตอนที่ 8: การทดสอบ

ฉันมีขวดน้ำปลาที่ทำจากแก้วเยอะมาก โดยปกติพวกเขาจะทิ้งพวกเขาหลังจากใช้งาน แต่จากนี้ไปพวกเขาจะตั้งชื่อหรือตกแต่งโดยพล็อตเตอร์ขวด CNC ของฉันเพื่อเก็บเครื่องเทศเหลวที่จำเป็น เราสามารถเปลี่ยนเป็นปากกาประเภทต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย เช่น ปากกา/ดินสอสี…เพราะยึดด้วยข้อต่อแบบยืดหยุ่นของมอเตอร์ 10x10 มม.

ขั้นตอนที่ 9: เสร็จสิ้น

คุณสามารถดูภาพบางส่วนของโครงการนี้

ขอบคุณมากสำหรับการอ่านงานของฉันและหวังว่าคุณจะสนุกกับบทความของฉันในครั้งนี้!