Cnc на ардуино своими руками

Хочу поделиться опытом с сообществом по созданию чпу станка.
Определимся с будущими возможностями станка. В мои цели входит следующее — гравировка оргстекла шпинделем и лазером и возможно работа с печатными платами (т.е гравировка, для создания печатной платы) и сверление.

Корпус станка сделан из фанеры толщиной 10 мм. Прежде всего была создана 3d модель в программе Sketchup, по ее размерам были вырезаны части чпу.

Последовательность сборки такая — ось Z, Y, X, сборка драйверов, контроллера, настройка всего станка.
Покажу на примере Z, то что потребуется:
1. Шпиндель с готовым креплением.
2. Две направляющие со старых принтеров (диаметр 8мм).
3. Линейные подшипники lm8uu (4 шт.).
4. Крепление для подшипников (4 шт.) и гайки (1 шт.).
5. Фанера (10 мм.).
6. Шаговый мотор Nema 17.
7. Муфта (5мм — резьба М5).
8. Удлиненная гайка М5.
9. Шпилька резьбовая М5.
10. Уголки.
11. Болты, гайки, шайбы, шурупы.
12. Подшипник с внутренним диаметром 5 мм.
13. Шпилька резьбовая М8.
14. Уголки.

Но лучше одни раз увидеть, чем раз сто прочитать, 3D модель оси Z и Y:

Мозговой начинкой станет ардуино с прошивкой grbl 0.9, плюс три драйвера шаговых двигателей на основе микросхем l297 и l298. Еще понадобится блок питания — взял от старого системного блока. В результате получаем не сложную схему с соединением двумя сигналами управления с ардуино к шаговым двигателям (DIR, STEP) и возможностью управления станком с ноутбука или компьютера через usb.
Начнем с простого, старый блок питания разбираем, выпаиваем все ненужные провода, оставляя две массы и два провода +12В. Одни из которых пустим на питание драйверов, другие на питание шпинделя. Для запуска блока еще нужно зеленый провод припаять на массу (имитация кнопки включения системного блока) — цвет может отличаться, нужно смотреть конкретно по марке. Еще я прикрутил болтами М3 корпус блока питания к корпусу чпу и в месте где раньше выходила охапка проводов вставил тумблер для включения шпинделя.

Проба станка производилась на оргстекле, пока нормальных наборов фрез нет взял из набора гравера насадку и попытался что-то "нацарапать", получается примерно следующее (на оргстекле так-же имеются следы от прошлых неудачных работ!):

Видео работы станка:

Прошу не считать за рекламу или пиар, но все таки данный ресурс не является форумом чпу-шников и абсолютно все я здесь привести не могу, не всем это будет интересно, да и много получится! Поэтому укажу лишь, что более подробно описывается это на моем сайте (сборка и настройка драйверов, софта, подготовка файлов к гравировке) кому необходимо тот пусть смотрит.

Raspberry Pi 3 Model B

Полированный вал и линейные подшипник для моего ЧПУ станка

Сборка ЧПУ фрезерного станка.

Все мои статьи с видео про создание ЧПУ станков на одной странице. Своего рода инструкция.

Данная страница будет пополняться. Не забудьте добавить ее в закладки!

Проект №3. самодельный CNC станок из мебельных направляющих на базе Arduino UNO

Получив опыт создания самодельных ЧПУ станков. Определился с какой электроникой мне проще работать. Решил вложить немного денег и сделать фрезерный CNC станок на мебельных направляющих.

Заготовке вырезанные на данном ЧПУ станке можно посмотреть тут.

Готовые проекты сотрите тут.

Комплектующие ЧПУ :

Проект №2. Лазерный гравировальный станок с ЧПУ (шаговые двигателя от матричного принтера)

После своего первого опыта в разработке ЧПУ станков, решил собрать самодельный лазерный гравировальный ЧПУ станок. По моим подсчетам данный станок самый простои и дешевый по комплектующим. Собирал я его поэтапно и снимал видео инструкцию по сборке ЧПУ. Все моменты сборки ЧПУ не возможно осветить, но я постарался рассказать про основные.

Для управления использовал электронику: Arduino UNO + CNCshield v3 + драйвера A4988

Недорогую электронику для ЧПУ можно купить в Китае >>>

Проект №1. Мой первый ЧПУ станок из матричных принтеров (Не удачная версия)

Для проверки своих сил собрал ЧПУ станок из того что было под рукой. Дополнительно затратил денег не больше 3 тыс. руб.

Станок работал. Но работа была не очень хорошего качества и было много ограничений по функционалу. Но что можно ожидать от CNC станка за 3 000 руб.

Для сборки ЧПУ станка из деталей от принтера были использовано:

1. 3 Матричных принтера формата А3.
2. Мебельные направляющие: 2 пары 500 мм. И одна пара на 300 мм.
3. Доска 25х100, брусок 25х25, фанера толщиной 8 мм.
4. Блок питания от компьютера.
5. Arduino NANO
6. Драйвера L298 4 шт.
7. Строительные и мебельные уголки.
8. Саморезы, винты, гайки и шпилька М10.
9. Телефонные провода, провода из компьютера.
10. Переменный резистор из автомобиля.
11. Двигатель от автомобильного компрессора.
12. Шаговый двигатель от сканера .
13. Латунная цанга.

Надо определиться, какие двигатели и какую управляющую электронику для ЧПУ будем использовать. Основным параметром, определяющим размер станка, является размер двигателя, который перемещает нижнюю платформу.

Рама самого дешевого станка с ЧПУ

Зная размеры двигателей можно сделать раму. Здесь описано, как сделать раму для станка с ЧПУ, которая подойдёт для большинства двигателей. Раму можно изготовить с использованием алюминиевого профиля и листа. Это облегчит подвижные платформы станка. Однако увеличит стоимость платформы станка с ЧПУ на Arduino. Кроме того надо учесть, для станка из алюминиевого профиля потребуется сделать утяжелённое основание, чтобы он не «прыгал» при быстрых перемещениях платформ, если вы в будущем захотите установить более «быстрые» шаговые двигатели.

Тип передачи дешевого станка с ЧПУ

Данная рама универсальна, ибо к ней можно приладить, как винтовую передачу, так и ременную. Винтовая передача дешевле и её имеет сделать смысл с самого начала. Если вас не устроит скорость, то можно легко установить ременную передачу. Как установить ременную передачу на станок с ЧПУ на Ардуино описано здесь. Для изготовления винтовой передачи достаточно 2-х подшипников, штыря с резьбой, длина которого равна длине платформы. Я использовал шпильку М6. Кроме того потребуется 6 гаек и 4 шайбы соответствующих размеров. После того, как мы определились и сделали раму, можно определиться, какую передачу будем использовать. Для винтовой передачи всё более или менее очевидно. Для ременной читаем здесь.

Электроника настольного станка с ЧПУ

Электроника простого станка с ЧПУ включает в себя шаговые двгатели, драйверы шаговых двигателей, плата Ардуино, провода.

Двигатели домашнего станка с ЧПУ

Самый бюджетный вариант: 28BYJ-48-5V. Исходя из размеров двигателей и их будущего расположения можно решать, каким будет бюджетный станок с ЧПУ. Рекомедую сразу поставить нижнюю платформу повыше. Это необходимо, чтобы иметь возможность поставить любой двигатель. Потом можно переставить, но лучше подумать об этом заранее.

Драйверы шаговых двигателей для простого ЧПУ

Для двигателей 28BYJ-48-5V подойдут драйверы на ULN2003. Такой комплект шаговый двигатель — драйвер ШД стоит около 5$ в китайских интернет-магазинах. Драйверы для шаговых двигателей 28BYJ-48-5V подойдут на схеме ULN2003. Я покупал 3 комплекта двигатель-драйвер.

Контроллер самого дешёвого станка с ЧПУ

В качестве контроллера для домашнего станка с ЧПУ используется плата Arduino UNO. Подойдёт любая модификация Ардуино. Проверялась работа на Arduino Nano, Arduino Mega и их китайских репликах.

Подключение электроники станка с ЧПУ на Arduino

Как подключить дешёвую электронику простейшего станка с ЧПУ описано здесь.

Прошивка Ардуино для станка с ЧПУ

Скачать исходный код прошивки для Ардуино

Ниже представлен список прошивок Ардуино для различных конфигураций станка с ЧПУ.
В зависимости от конфигурации станка с ЧПУ, а также назначения (рисование, фрезерование, выжигание, гравирование, 3D-сканирование, 3D-печать), необходимо выбрать конкретную прошивку Ардуино и её установить.

CNC станок из дерева на Arduino

Внимание! 1 декабря были обновлены ВСЕскетчи. Перепрошейте ардуино.

Прошивки для драйверов ШД, управляемых 4-мя каналами, например на базе схемы ULN2003, для УНИПОЛЯРНЫХ ШД

• Ардуино, ULN2003, 28BYJ-48-5V, рисование, фрезерование (2D, 3D)
• Ардуино, ULN2003, 28BYJ-48-5V, лазерная гравировка / выжигание, силуэты, орнаменты

Прошивки для драйверов ШД, управляемых 4-мя каналами, например на базе схемы L298N, для БИПОЛЯРНЫХ ШД

• Ардуино, L298N, биполярный ШД, рисование, фрезерование (2D, 3D)
• Ардуино, L298N, биполярный ШД, лазерная гравировка / выжигание, силуэты, орнаменты
• Ардуино, L298N, биполярные ШД, лазерная гравировка / выжигание, фотографии, картины

Прошивки для драйверов ШД, управляемых 2-мя каналами (DIR/PUL или CW/CLK), например DM420A или на базе схемы TB6560A

• Ардуино, DM420A, 17HS3404N, рисование, фрезерование (2D, 3D)
• Ардуино, DM420A, 17HS3404N, 3D-сканирование
• Ардуино, DM420A, 17HS3404N, лазерная гравировка / выжигание, силуэты, орнаменты
• Ардуино, DM420A, 17HS3404N, лазерная гравировка / выжигание, фотографии, картины
• Ардуино, DM420A, 17HS3404N, гравировка / выжигание, фотографии, картины (выжигатель)

Прошивки не совместимые с ПО, примеры работы с Ардуино

Описание и установка прошивки Ардуино для ЧПУ на плату

Прошивка для платы Arduino написана на языке Processing в среде разработки Arduino 1.0.2 в операционной системе Windows.

Исходный код прошивки Arduino для управления 3 шаговыми двигателями через COM-порт

Для начала работы с Arduino требуется установить необходимое программное обеспечение. Для этого заходим на официальный сайт Ардуино и скачиваем дистрибутив с этой страницы. На официальном сайте Arduino можно найти множество примеров прошивок для платы, а также освоить основные принципы работы с платой. Теперь запускаем файл установщика, выбираем папку, соглашаемся с лицензионным соглашением и прочее. После установки на рабочем столе появится иконка Arduino. Теперь можно подключить нашу плату Ардуино к компьютеру, для этого используется кабель USB 2.0 соединительный USB A — USB B. Дожидаемся, когда Windows найдёт и установит новое оборудование. Далее, запускаем программу Arduino и выбираем нужный COM-порт, выбрав в главном меню Сервис->Последовательный порт. В новый скетч копируем исходный код прошивки для управления станком с ЧПУ.

Сборка и загрузка прошивки для Ардуино

Теперь нажимаем кнопку Загрузить. Дожидаемся, пока программа Ардуино проверит, откомпилирует и установит прошивку на плату Ардуино. Попробуем проверить, работает ли прошивка. Для этого необходимо подключить двигатели и запустить Монитор порта в программе Ардуино. Монитор порта находится в пункте Сервис основного меню. На форме Монитора порта вводим команду:
1000,2000,3000;
И нажимаем кнопку Послать. Смотрим, как двигатели вращаются с разной скоростью. Когда двигатели перестанут вращаться, прошивка Ардуино передаст ОК по USB компьютеру, это отобразится в Мониторе порта.

КАК НАСТРОИТЬ МАСШТАБ НА СТАНКЕ

Как добиться того чтобы рисунок на мониторе и его размеры соответствовали размерам которые сделает станок ЧПУ?

Проекты / Модификации

Почему рисунок "вылазит" за край стола или получается слишком мелким?

Довольно часто приходиться видеть как начинающие и не очень ЧПУшники пытаются высчитать масштабы изделия на стадии разработки станка. Пересчитывают градусы поворота мотора , шаг ШВП , длину пробега и еще массу параметров. Между тем существует простой метод добиться истинного масштаба на станке без таких трудоемких процедур. Этой статьей попытаюсь помочь всем энтузиастам ЧПУ станков.

Исходим из того ,что Вы уже определились какая мощность моторов устраивает Вас.

Итак устанавливаете имеющиеся моторы на ось станка

Устанавливаете любое ШВП которое Вы смогли купить или достать.

Если нет ШВП то устанавливаете любой винте "трапеция"

Шаг резьбы винта и угол поворота мотора не имеют значения !

Итак Ваш станок готов , подключен к компьютеру , программа ЧПУ запущена (в нашем случае это МАСН-3)

Рис1 окно настройки двигателей оси

Откройте программу "Блокнот" путь-(Пуск-все программы-стандартные-блокнот)

Наберите в нем программу

Сохраните программу под любым именем с расширением "txt"

Сохраняйте на "Рабочий стол" для быстрого поиска

Загрузите программу в МАСН-3 (Файл-Открыть Gкоды).

Коснитесь ей заготовки с небольшим заглублением

Обнулите все координаты

Запустите написанную вами программу.

Станок начертит отрезок длинной 50мм

Замерьте полученный размер отрезка и поделите полученное число на число в окне программы МАСН-3 по пути ->«Шагединицы» в окне по адресу «Конфигурации» далее «Настройка двигателей»

(Первое слева снизу окно подписано "")

число шагов на 1мм перемещения станка

Разделите это число на 50 (длинна вашего отрезка) и полученное число внесите

Отфрезеруйте отрезок еще раз отрезок и проверьте результат, при необходимости повторить настройки.

Пример

Выполнили файл «отрезок» длинна которого задана 50 мм.

Загрузили в МАСН-3

Получили на станке размер отрезка равным 55 мм.

Нужно привести его к 50 см (так как мы его задали изначально)

Открываем «Конфигурации» далее «Настройка двигателей» в окне «Шагединицы» видим число например 2000

Где 2000-имеющееся число в графе «Шагединицы» .

55 — полученный результат на станке (в мм).

36,36 = 1 шагу станка (1мм)

1818 = 50 шагам станка (50мм)

1818 — Это число вписываем в место 2000 в таблицу

Точная подгонка

Начертили на станке файл «отрезок» после корректировок проведенных выше.

1818 50,5 = 39,60

39,60 х 50 = 1980—Вписываем это число в таблицу

Вот и все Успехов !

Добро пожаловать на сайт открытого проекта по разработке станка с ЧПУ на базе Arduino своими руками

Проект Простой станок с ЧПУ на Ардуино задумывался для разработки, отладки и тестирования программного обеспечения, необходимого для работы станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Соответственно, хотелось потратить минимум денег на изготовление механической и электронной составляющих станка.

В качестве контроллера была выбрана плата Ардуино, ввиду её огромных возможностей по взаимодействию с различными устройствами. Функционал Arduino легко расширяется благодаря возможности подключения огромного количества устройств, поддерживающих стандартные протоколы передачи данных и управления. На официальном сайте arduino.cc опубликована исчерпывающая информация о подключении устройств к Ардуино, а также о программировании Arduino.

Фрезерные станки с ЧПУ, а точнее программы для станков с ЧПУ, работают с векторными изображениями, которые сами по себе довольно дорого стоят. Это изначально сместило направление исследований на разработку фрезерного станка с ЧПУ, который работает с бесплатными растровыми изображениями (обычными файлами в формате bmp, jpg, gif и т.д.).

Станок ЧПУ (3Д принтер), Arduino Uno и мощные движки или CNC Shield VS плата опторазвязки 5 осей

Собрав всё воедино получаем совершенно потрясающие характеристики:

• низкая стоимость станка с ЧПУ (менее 100$ или 3000 руб без учёта стоимости компьютера);
• лёгкая доступность всех деталей станка;
• работа с растровыми изображениями, которые легко может создать любой человек в простом графическом редакторе (например Paint);
• расширяемая платформа для разработки множества смежный систем;
• в идеале программное обеспечение должно иметь возможность обработки фотографий и/или изображений, полученных с обычного сканера.

Изначально планировалось использовать станок с ЧПУ на ардуино для фрезерования плоских фигур, орнаментов и объёмных тел. Однако, впоследствии к станку был подключен контактный датчик для 3D-сканирования. Затем, на станок был установлен лазерный модуль для гравирования / выжигания. И, наконец, станок с ЧПУ был превращён в 3D-принтер: для этого потребовалось установить дополнительный блок, который называется экструдер.

Таким образом, получаем не просто 3-хкоординатный станок для фрезерования с ЧПУ на Ардуино, а целую платформу, на базе которой легко собирается:

• станок для фрезерования 2D-фигур и 3D-тел;
• контактный 3D-сканер;
• лазерный гравер / выжигатель с ЧПУ;
• 3D-принтер.

На сайте выложены подробные схемы сборки станка с ЧПУ, включая его модификации, чертежи станка с ЧПУ, исходные коды программного обеспечения, а также исходные коды прошивок для Arduino.

Станок с ЧПУ на Ардуино и его модификации собирались своими руками. Для промышленных целей такой станок с CNC конечно не подойдёт, однако для штучного изготовления и освоения принципов работы механики и программного обеспечения подходит.

Кроме того, на сайте имеется отдельный раздел, посвящённый приобретению компонентов самодельного станка с ЧПУ и необходимых расходных материалов, где описано, где, как и по какой цене можно приобрести требуемые составляющие простого станка CNC.