Mpangilio wa Drum wa CNC: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Hii inaelezewa inaelezea mpangaji wa A4 / A3 uliotengenezwa kutoka kwa sehemu ya bomba la plastiki, motors mbili za stepj-BYJ-48 na servo ya SG-90. Kwa kweli ni mpangaji wa kitanda-gorofa aliyevingirishwa kwenye ngoma.

Pikipiki moja huzungusha ngoma wakati nyingine inasonga kichwa cha kuchapisha. Servo hutumiwa kuinua na kupunguza kalamu.

Mpangaji huyu ana faida kadhaa juu ya mpangaji wa jadi wa gorofa:

• nyayo ndogo sana
• inahitaji tu reli moja ya mwongozo
• rahisi kujenga
• nafuu

Mkalimani aliye kwenye bodi hukubali pato la gcode kutoka Inkscape.

Mawasiliano na mpangaji ni kupitia kiunga cha bluetooth.

Mpangaji ni sawa na Ubao wa Picha za CNC zilizoelezewa katika maelezo yangu https://www.instructables.com/id/CNC-Graphics-Table ……

Ingawa sio kifaa cha usahihi usahihi wa mpangaji huu ni wa kuridhisha kwa kusudi lake la kuhamisha muhtasari wa rangi ya maji kwenye karatasi.

Hatua ya 1: Mzunguko

Mzunguko huo unajumuisha mdhibiti mdogo wa Arduino UNO R3 na ngao ya kawaida ambayo vifaa vya discrete vimewekwa. Nguvu hutumiwa kupitia mdhibiti wa 5 volt 1 amp ya nje. Wastani wa sasa ni karibu 500mA.

Magari ya kupitisha ya BYJ-48 yameambatanishwa na PORTB (pini D8, D9, D10, D11) na PORTC (pini A0, A1, A2, A3). Servo ya kuinua kalamu ya SG-90 imeambatanishwa na pini D3.

Vipinga vya ohm 560, ambavyo vinaweza kutolewa, vinapeana kipimo cha kinga ya mzunguko mfupi kwa arduino ikiwa kitu kitaharibika. Pia hufanya iwe rahisi kuweka waya kama wanafanya kama "wanarukaji" kwenye reli za usambazaji.

Vipinga vya 1k2 na 2K2 vinazuia uharibifu wa moduli ya Bluetooth ya HC-06 [1] kwa kuacha pato la volt 5 kutoka arduino hadi volts 3.3.

[1] Chomoa HC-06 moduli ya Bluetooth wakati wa kupakia nambari kwenye arduino kupitia bandari ya USB. Hii itaepuka mizozo yoyote ya bandari.

Hatua ya 2: Hifadhi ya Linear

Hifadhi ya laini imetengenezwa kutoka kwa urefu wa bar 3mm x 32mm ya aluminium, ukanda wa karatasi ya aluminium, na vidonda vinne vyenye mpira.

Aluminium inapatikana kutoka kwa duka nyingi za vifaa. Pulleys za U-groove za U624ZZ 4x13x7mm zinapatikana kutoka

Zana rahisi za mkono ndizo zote unazohitaji. Kata bar ya alumini ili kukidhi vipimo vyako vya mpangaji.

Mkutano wa magari

Weka BJY-48 inayopitisha gari kupitia baa kwenye ncha moja na ushikilie jino la GT2 20, kuzaa kwa 5mm, pulley kwenye shimoni la gari. Sasa panda pulley nyingine ya GT2 kwenye mwisho mwingine wa baa yako kwamba pulley inaweza kuzunguka kwa uhuru. Nilitumia spacer tubular (redio) kipenyo cha 5mm na bolt 3mm kufanikisha hii.

Sasa kitanzi urefu wa ukanda wa majira ya GT2 kuzunguka mapipa. Jiunge na ukanda wa muda unaomalizika kwa njia ya kupotosha nusu ili meno yaingiliane na kurekebisha kwa tai ya kebo.

Mwishowe ambatanisha mkutano wa kubeba kwa ukanda wa muda na tai ya kebo.

Mkutano hukusanyika

Mkutano wa kubeba umetengenezwa kutoka kwa ukanda wa karatasi ya aluminium [1] ambayo juu yake vifungo vya U624ZZ vimefungwa. Ikiwa ni lazima tumia washer wa 4mm kuweka nafasi ya pulleys kutoka kwa karatasi ya aluminium.

Pulleys, ambayo ina 4mm groove, straddle bar juu na chini kama kwamba hakuna harakati wima bado strip alumini huenda uhuru kushoto na kulia.

Ili kuhakikisha kuwa behewa linaendesha kwa uhuru, panda kwanza pulleys mbili hapo juu, na pulleys ameketi kwenye bar, weka alama nafasi za pulleys mbili za chini. Mashimo ya pulleys hizi mbili sasa yanaweza kuchimbwa. Tumia drill ndogo ya "rubani" kwanza kuzuia kuchimba visima vikubwa vya 4mm kutoka.

Kabla ya kuinama ukanda wa alumumi kuwa "U", chimba shimo juu na chini ili kutoshea kipenyo chako cha kalamu. Sasa kamilisha bends.

Ambatisha ukanda wa majira kwenye mkutano wa kubeba kwa njia ya tai ya kebo na boliti ya 3mm kati ya vidonda viwili vya juu.

Mkutano wa kuinua kalamu

Ambatisha SG-90 servo juu ya mkutano wa kubeba kwa kutumia uhusiano mmoja au mbili za kebo.

Tone kalamu yako chini ya mashimo mawili uliyochimba. Hakikisha kwamba kalamu huteleza chini na chini kwa uhuru.

Funga "kola" kwenye kalamu yako ili kalamu iwe wazi tu kwa ngoma wakati servo iko kwenye nafasi ya kuandikia.

[1] Aluminium inaweza kukatwa kwa kupigia pande zote mbili za karatasi kwa kisu kikali (kisanduku-kisanduku) kisha kugeuza ukata juu ya kingo cha meza. Wiggles chache na karatasi itavunjika na kuacha mapumziko ya moja kwa moja. Tofauti na bati-snips njia hii haionyeshi alumini.

Hatua ya 3: Ngoma

Ngoma inajumuisha sehemu ya bomba la plastiki na vijiti viwili vya mwisho vya mbao [1].

Tumia dira, iliyowekwa kwenye eneo la ndani la bomba lako, kuteka muhtasari wa mwisho wa kuziba. Sasa kata karibu kila muhtasari ukitumia msumeno mwembamba wa blade ("kukabiliana", "fret") kisha faragha inafaa kila kuziba-mwisho kwa msaada wa rasp ya kuni. Funga plugs za mwisho kwa kutumia screws ndogo ndogo za kuni.

Bolt ya uhandisi ya 6 mm kupitia katikati ya kila kuziba-mwisho huunda axle.

Vipimo vya ngoma

Vipimo vya ngoma huamuliwa na saizi yako ya karatasi. Kipenyo cha ngoma ya 100mm inasaidia picha ya A4 na mazingira ya A3. Upeo wa ngoma wa mm 80 utasaidia tu mazingira ya A4. Tumia kipenyo kidogo cha ngoma iwezekanavyo ili kupunguza hali … motors za BYJ-48 ni ndogo tu.

Kipenyo cha 90mm ni bora kwa picha ya A4 na karatasi ya mandhari ya A3 kama kingo zilizo kinyume, wakati zimefungwa kwenye ngoma, zinaingiliana kwa takriban 10mm ambayo inamaanisha kuwa una mshono mmoja tu wa kuweka mkanda mahali.

Mzunguko wa ngoma

Kila axle hupita kwenye bracket ya mwisho ya aluminium ili ngoma iweze kuzunguka kwa uhuru. Kuelea kwa mwisho kunazuiwa kwa njia ya GT-2, jino 20, kuzaa 6mm, kapi iliyofungwa kwenye mhimili mwisho mmoja. Ukanda unaoendelea wa muda wa GT-2 unaunganisha BJY-48 inayojielekeza kwa motor ya ngoma. Motor inahitaji pulley na ukubwa wa kuzaa wa 5mm.

[1] Vipuli vya mwisho vya plastiki hupatikana kwa vipenyo vingi vya bomba lakini vilikataliwa kwani vinatoshea juu ya bomba badala ya ndani na plastiki huelekea kubadilika. Labda zingekuwa sawa ikiwa shoka inayoendelea ilitumika badala ya bolts… lakini basi unahitaji njia fulani ya kurekebisha axle hadi kuziba-mwisho.

Hatua ya 4: Vidokezo vya Ujenzi

Hakikisha kwamba kalamu inasafiri katikati ya ngoma. Hii inaweza kupatikana kwa kukata pembe kutoka kwa vifaa vya mbao. Ikiwa kalamu iko mbali-katikati itaelekea kuteleza chini upande wa ngoma.

Uchimbaji sahihi wa mashimo mawili ya kalamu ni muhimu. Kutetemeka yoyote katika mwongozo wa kalamu au mkutano wa kubeba utasababisha kutetemeka kando ya mhimili wa X.

Usikaze zaidi mikanda ya majira ya GT-2… wanahitaji tu kuwa taut. Motors za kupitisha BYJ-48 hazina torque nyingi.

Magari ya kupitisha ya BJY-48 mara nyingi huonyesha idadi ndogo ya kuzorota ambayo haina maana kando ya mhimili wa X lakini inatia wasiwasi inapokuja kwa mhimili wa Y. Sababu ya hii ni kwamba mzunguko mmoja wa motor Y-axis ni sawa na mzunguko mmoja wa ngoma, wakati kubeba kalamu inahitaji zamu nyingi za motor X-axis kupita urefu wa ngoma. Upungufu wowote wa mhimili wa Y unaweza kuondolewa kwa kuweka torque ya mara kwa mara kwenye ngoma. Njia rahisi ni kushikamana na uzito mdogo kwenye kamba ya nailoni iliyofungwa kwenye ngoma.

Hatua ya 5: Algorithm ya Kuchora ya Bresenham

Mpangaji huyu anatumia toleo lililoboreshwa [1] la algorithm ya kuchora laini ya Bresenham. Kwa bahati mbaya algorithm hii ni halali tu kwa mteremko wa laini chini ya au sawa na digrii 45 (yaani octant moja ya mduara).

Ili kuzunguka kizuizi hiki mimi "ramani" pembejeo zote za XY kwa "octant" ya kwanza, kisha "ziratue" wakati wa kupanga njama. Uingizaji na utengenezaji wa ramani ya kufanikisha hii umeonyeshwa kwenye mchoro hapo juu.

Utoaji

Sehemu iliyobaki ya hatua hii inaweza kuachwa ikiwa unajua algorithm ya Bresenham.

Wacha tuweke mstari kutoka (0, 0) hadi (x1, y1) ambapo:

• x1 = 8 = umbali usawa
• y1 = 6 = umbali wa wima

Mlingano wa laini iliyonyooka kupitia asili (0, 0) hutolewa na equation y = m * x ambapo:

m = y1 / x1 = 6/8 = 0.75 = mteremko

Algorithm rahisi

Algorithm rahisi ya kupanga mstari huu ni:

• int x1 = 8;
• int y1 = 6;
• kuelea m = y1 / x1;
• njama (0, 0);
• kwa (int x = 1; x <= x1; x ++) {
• int y = pande zote (m * x);
• njama (x, y);
• }

Jedwali 1: Algorithm Rahisi

x	m	m * x	y
0	0.75	0	0
1	0.75	0.75	1
2	0.75	1.5	2
3	0.75	2.25	2
4	0.75	3	3
5	0.75	3.75	4
6	0.75	4.5	5
7	0.75	5.25	5
8	0.75	6	6

Kuna shida mbili na algorithm hii rahisi:

• kitanzi kuu kina kuzidisha ambayo ni polepole
• hutumia nambari za kuelea ambazo pia ni polepole

Grafu ya y dhidi ya x kwa mstari huu imeonyeshwa hapo juu.

Algorithm ya Bresenham

Bresenham alianzisha dhana ya neno la kosa 'e' ambalo limeanzishwa hadi sifuri. Aligundua kuwa m * x maadili yaliyoonyeshwa kwenye jedwali 1 yanaweza kupatikana kwa kuongeza mfululizo wa 'm' hadi 'e'. Aligundua zaidi kuwa y inaongezwa tu ikiwa sehemu ya m * x ni kubwa kuliko 0.5. Ili kuweka ulinganisho wake ndani ya upeo wa 0 <= 0.5 <= 1 anatoa 1 kutoka 'e' wakati wowote y inapoongezwa.

• int x1 = 8;
• int y1 = 6;
• kuelea m = y1 / x1;
• int y = 0;
• kuelea e = 0;
• njama (0, 0);
• kwa (int x = 1; x <= x1; x ++) {
• e + = m;
• ikiwa (e> = 0.5) {
• e - = 1;
• y ++;
• }
• njama (x, y);
• }

Jedwali 2: Algorithm ya Bresenham

x	m	e	e-1	y
0	0.75	0	0	0
1	0.75	0.75	-0.25	1
2	0.75	0.5	-0.5	2
3	0.75	0.25		2
4	0.75	1	0	3
5	0.75	0.75	-0.25	4
6	0.75	0.5	-0.5	5
7	0.75	0.25		5
8	0.75	1	0	6

Ukichunguza hesabu na jedwali 2 utaona kuwa;

• kitanzi kuu hutumia tu kuongeza na kutoa… hakuna kuzidisha
• muundo wa y ni sawa na wa jedwali 1.

Lakini bado tunatumia nambari za kuelea… wacha turekebishe hii.

Algorithm ya Bresenham (Iliyoboreshwa)

Algorithm ya hatua ya kuelea ya Bresenham inaweza kubadilishwa kuwa fomu kamili ikiwa tutakua 'm' na 'e' na 2 * x1 katika hali hiyo m = (y1 / x1) * 2 * x1 = 2 * y1

Mbali na kuongeza 'm' na 'e' algorithm ni sawa na ile hapo juu isipokuwa:

• tunaongeza 2 * y1 kwa 'e' kila wakati tunapoongeza 'x"
• tunaongeza y ikiwa e ni sawa au kubwa kuliko x1.
• tunaondoa 2 * x1 kutoka 'e' badala ya 1
• x1 hutumiwa kwa kulinganisha badala ya 0.5

Kasi ya algorithm inaweza kuongezeka zaidi ikiwa kitanzi kinatumia sifuri kwa jaribio. Ili kufanya hivyo tunahitaji kuongeza mpangilio kwa neno la kosa 'e'.

• int x1 = 8;
• int y1 = 6;
• int m = (y1 << 1); // mara kwa mara: mteremko umeongezeka kwa 2 * x1
• int E = (x1 << 1); // mara kwa mara: 2 * x1 kwa matumizi katika kitanzi
• int e = -x1; // kukabiliana na -E / 2: mtihani sasa umefanywa kwa sifuri
• njama (0, 0);
• int y = 0;
• kwa (x = 1; x <= x1; x ++) {
• e + = m;
• ikiwa (e> = x1) {
• e - = E
• y ++;
• }
• njama (x, y);
• }

Jedwali 3: Algorithm ya Bresenham's (Optimized)

x	m	E	e	e - E	y
0	12	16	-8		0
1	12	16	4	-12	1
2	12	16	0	-16	2
3	12	16	-4		2
4	12	16	8	-8	3
5	12	16	4	-12	4
6	12	16	0	-16	5
7	12	16	-4		5
8	12	16	8	-8	6

Kwa mara nyingine muundo wa y ni sawa na kwenye meza zingine. Inafurahisha kutambua kuwa meza 3 ina nambari tu na kwamba uwiano wa m / E = 12/16 = 0.75 ambayo ni mteremko wa 'm' wa mstari.

Algorithm hii ni ya haraka sana kwani kitanzi kuu kinahusisha tu kuongeza, kutoa, na kulinganisha na sifuri. Kuzidisha hakutumiki mbali na tunapoanzisha maadili ya 'E' na 'm' kwa kutumia "kuhama kushoto" kuzidisha mara mbili ya x1 na y1.

[1] Toleo hili lililoboreshwa la algorithm ya Bresenham linatokana na karatasi "Bresenham Line na Circle Drawing", hakimiliki © 1994-2006, W Randolph Franklin (WRF). Nyenzo zake zinaweza kutumiwa kwa utafiti na elimu isiyo ya faida, mradi umempatia mkopo, na unganisha tena kwenye ukurasa wake wa nyumbani,

Hatua ya 6: Kanuni

Pakua faili iliyoambatanishwa kwenye folda ya jina moja kisha uipakie kwa mpangaji kwa kutumia IDE yako ya arduino (mazingira jumuishi ya maendeleo).

Chomoa moduli ya bluetoorh ya HC-06 kabla ya kujaribu kupakia. Hii ni muhimu ili kuzuia mgongano wa bandari ya serial na kebo ya USB.

Kanuni ya Mtu wa Tatu

Kwa kuongeza nambari ya hapo juu ya.ino utahitaji vifurushi vifuatavyo vya programu ambavyo ni bure / misaada ya wauzaji:

• Teraterm ambayo inapatikana kutoka
• Inkscape ambayo inapatikana kutoka

Maagizo ya kusanikisha na kutumia kila kifurushi cha mtu wa tatu hapo juu inaweza kupatikana katika nakala yangu

Hatua ya 7: Menyu

Fanya unganisho la bluetooth na mpangaji wako kwa kutumia "Teraterm".

Washa "kofia ya kufunga" kwani amri zote zina hali ya juu.

Andika herufi 'M' na menyu inapaswa kuonekana kama ilivyoonyeshwa hapo juu.

Menyu inajielezea yenyewe:

• M (au M0) inaleta menyu
• G0 hukuruhusu kutuma kalamu kwa XY maalum inayoratibu na kalamu iliyoinuliwa.
• G1 hukuruhusu kutuma kalamu kwa XY maalum inayoratibu na kalamu imeshushwa.
• T1 hukuruhusu kuweka kalamu yako juu ya uratibu wako 0, 0. Andika 'E' ili utoke.
• T2 hukuruhusu kuongeza utaftaji wako. Kwa mfano "T2 S2.5" itaongeza uchoraji wako 250%. Kiwango chaguomsingi ni 100%
• T3 na T4 hukuruhusu kuinua au kupunguza kalamu.
• T5 huchota muundo wa jaribio la "ABC".
• T6 huchota "shabaha".
• T7 huchora seti ya mistari ya radial, kusudi lake ni kuhakikisha kuwa algorithm ya Bresenham inafanya kazi katika kila "octants" nane.

Vidokezo:

• hatua zote za kalamu hutumia kiwango cha kuchora kilichowekwa kwa kutumia chaguo la menyu T2
• "17:" na "19:" nambari ni "Xon" na "Xoff" misimbo ya kupeana mikono kutoka kwa mkalimani wa arduino.

Hatua ya 8: Upimaji

Thamani za X_STEPS_PER_MM na Y_STEPS_PER_MM ni za ngoma ya kipenyo cha 90mm.

Maadili ya vipenyo vingine vya ngoma yanaweza kuhesabiwa kwa kutumia uhusiano ufuatao:

• mduara wa ngoma ni kipenyo cha PI *
• Hatua 2048 ni sawa na mapinduzi moja ya kila shaft motor
• mapinduzi moja ya pulley ya GT-2 ni sawa na milimita 40 harakati laini ya ukanda wa muda

Njia nyingine ni kuingiza amri zifuatazo,

• G1 X0 Y100
• G1 X100 Y100

kisha pima urefu wa mistari inayosababisha na "pima" maadili ya X-STEPS_PER_MM na Y_STEPS_PER_MM

Hatua ya 9: Utayarishaji wa Gcode

Mpangaji huyu anahitaji tu nambari nne za Inkscape (yaani: G0, G1, G2, G3). Nambari itafanya haraka sana ikiwa tutaondoa gcodes zote na maoni yasiyofaa.

Ili kufanya hivyo unahitaji nakala ya "Notepad ++". Kihariri hiki cha maandishi ya bure kina "injini ya utaftaji ya kawaida" ya kutafuta na kuondoa maandishi yasiyotakikana. Notepad ++ inapatikana kutoka

Fungua faili ibadilishwe na Notepad ++ na uweke mshale wako juu ya faili.

Chagua "Angalia / Onyesha Alama / Wahusika Wote" ikifuatiwa na "Tafuta / Badilisha …" kutoka kwenye mwambaa wa menyu ya juu.

Bonyeza kisanduku cha kuangalia "Maonyesho ya Kawaida" (angalia picha ya 1) na ingiza kila moja ya mfuatano wa nambari zifuatazo kwenye kisanduku cha utaftaji.

Bonyeza "Badilisha zote" kila baada ya kuingia:

• %
• (.*)
• ^ M. * $
• Z. * $

Maneno ya kawaida hapo juu huondoa alama zote%, maoni yote yaliyoonyeshwa kwenye mabano, nambari zote za M, nambari zote Z na nambari zinazofuata.

Sasa bofya kisanduku cha kuangalia cha "Kujieleza Kupanuliwa" (angalia picha ya 2) na uandike mlolongo ufuatao wa nambari:

r / n / r / n / r / n

Msemo huu huondoa kurudi-kwa gari lisilohitajika na milisho ya laini iliyoundwa na mlolongo wa kwanza.

Hifadhi faili yako chini ya jina tofauti ukitumia "Hifadhi Kama".

Imefanywa.

Hatua ya 10: Matokeo

Mpangaji huyu alijengwa kama "uthibitisho wa dhana" na hakukusudia kuwa mkamilifu. Baada ya kusema kuwa matokeo sio mabaya sana. Hakika wanatimiza lengo langu la kubuni la kuhamisha muhtasari wa rangi ya maji kwenye karatasi.

Picha tatu za kwanza ni mifumo iliyojengwa ya majaribio T5, T6, T7 mtawaliwa.

"Habari Ulimwengu!" muundo ulitumwa kwa mpangaji kupitia bluetooth. Nakala "iliyosindikwa" ya faili hii imeambatishwa.

Hatua ya 11: Sasisho la Msimbo

Nambari ya mpangaji huyu imesasishwa kuwa Drum_Plotter_V2.ino.

Mabadiliko kutoka kwa Drum_Plotter.ino asilia ni pamoja na:

• nafasi nzuri ya kalamu
• sasa inatambua maagizo ya gcode ya G02 (arcs saa moja kwa moja)
• sasa inatambua maagizo ya gcode ya G03 (arcs counter-clockwise)

Mchoro ulioambatanishwa unaonyesha njia yangu ya kuhesabu pembe ya arc.

Hatua ya 12: Drum_plotter_v3.ino

Sasisho la nambari ya "Plotter ya Drum ya CNC" imeambatanishwa.

"drum_plotter_v3.ino" hurekebisha mdudu mdogo aliyeathiri usahihi wa mpangaji.

Badilisha historia

Toleo la 2:

Vipindi vya bi-arc vimeongezwa

Toleo la 3:

Kazi zifuatazo ziliandikwa tena kushughulikia mdudu mdogo aliyeathiri usahihi wa mpangaji.

• (int) ilibadilishwa na round () katika hoja_to () kazi.
• draw_line () kazi ya "octant" algorithm ya utaftaji imeboreshwa
• Mkalimani sasa hutumia kazi za kamba badala ya kuyatumia ambayo hurahisisha muundo. Kwa mfano tunaweza sasa kutafuta "MENU" badala ya kutafuta herufi 'M' kisha toa nambari kamili inayofuata. Hii hukuruhusu kubinafsisha mpangaji na amri zako mwenyewe.

Hatua ya 13: Drum_plotter_plotter_v4.ino

Januari 16, 2017:

Nambari ya mpangaji ngoma hii imeboreshwa zaidi. Vipengele vya ziada vimeongezwa.

Mabadiliko ni pamoja na:

• algorithm ya kuchora ya haraka
• kazi ya kusonga_ya () kazi
• kaunta za hatua
• kurekebisha mdudu mdogo

Kwa maelezo zaidi soma maoni ndani ya "drum_plotter_v4.ino" yameambatanishwa.

Bonyeza hapa kuona maelekezo yangu mengine.