Arduino制作得便宜绘图机

成品样子哦!

这些是配件

•2 x NEMA 17步进器1.8度步进12v扭矩大于4kg / cm

• 步进角：1. 8度
• 电流a-1. 5，电阻（ohms）-2. 8，电感（mh）-5. 5
• 保持扭矩n。厘米-55
• 引线数-4（双极）
• 长度-48mm

•2 x 8mm不锈钢光棍

• 外径：10mm
• 长度：1000毫米（1米）
• 材质：SS 202（硬铬）
• 数量：2个
• 应用范围：3D打印机，CNC，机器人，DIY项目等

•2 x 10mm不锈钢 光棍

• 材质：铬钢
• 高度：24毫米
• 口径：8mm

•2 x LM8UU 8mm直线轴承 或SC8UU 8mm直线轴承

•4 x SK8 8mm杆末端支撑

• 材质：铝
• 轴外径：8mm
• 尺寸：42x14x33mm
• 安装孔直径：5.5mm
• 安装孔中心距：32mm

•4 x LM10UU 10mm线性轴承或SC10UU 10mm线性轴承 •2 x SK10 10mm杆末端支撑

•2 x 20齿GT2皮带轮

• 缸径：5mm适用于大多数nema 17步进电机
• 牙齿：20齿
• 齿距：2mm
• 适用：Gt2 6mm宽皮带
• 包装包括：2个。皮带轮+内六角扳手

•12 x F623ZZ轴承

• 型号：F623ZZ
• 材质：铬钢
• 尺寸：3x10x4mm
• 内径：3mm / 0.118“”，外径：10mm / 0.393“”，
• 厚度：4mm / 0.157“”

•1 x Micro Servo SG90

• 扭矩：1.8公斤厘米
• 重量：9克

•1 x Arduino UNO

• 单片机ATmega328P
• 工作电压：5V
• 数字I / O引脚；材质：塑料
• 14个（其中6个提供PWM输出）
• PWM数字I / O引脚.6模拟输入引脚.6。闪存32 KB（ATmega328P），其中引导程序使用0.5 KB

•1 x CNC Shield V3

• CNC Shield v3雕刻
• 3D打印机
• A4988驱动程序扩展板，用于Arduino

•2 x Pololu踏板A4988步进驱动器

•1 x GT2皮带（长3米） •1 x硬木层50cmx60cmx1.5cm • 多个带螺母的螺丝 •1 x 电线5m

•1 x SMPS 12v 5A •1 x 焊锡丝 •1 x 焊料 •1 x 曲线锯

•1 x 曲线锯刀片用于木材切割 •1 x USB电线 •4 x 多种颜色的特殊液体笔PEN • 杂项工具和组件

原理

为什么选择H-Bot？因为它几乎没有优势，所以我选择了它。构造便宜，因为它需要更少的轴承和其他材料，简单，清洁且优雅的。尽管H-Bot要求比基于Core-XY的系统更好的构造，但仍可用于绘制1mm精度的应用程序。

开始干活

俩天时间

50CMx60CM作为地板

17HS1538步进电机

舵机

LM10UU和LM8UU直线轴承

8mm和10mm不锈钢SS光滑棒

MDF板其他零件

12V 5A SMPS电源

网格纸，用于粘贴在木板和中密度纤维板上，易于切割

在钻孔/切割之前要进行样机确定位置

MDF板的小块覆盖有网格纸，用于轴接头和线性轴承座

在4片MDF板上进行10毫米半深钻 相同 使其末端支撑两个Y轴10mm杆

带有凹陷的X轴端板，用于支撑Y轴LM10UU直线轴承

带有凹陷的X轴中心托架板，用于支撑X轴LM8UU线性轴承

Arduino绘图机的装配式X轴，X轴的端板水平钻8毫米以支撑两个X轴杆

10mm Y轴杆的端部支撑

每个X轴的上端板都钻孔，轴承安装在螺母，螺栓和垫圈上，就像皮带的皮带轮一样工作

组装X轴端座

组装X轴端座

组装X轴端座

Arduino绘图机器人的皮带组件

用于1/32微步进的步进驱动器微步进跳线焊接

LM7806直接焊接在12输入上，可为Micro Servo提供6V

CNC Shield V3上的A4988步进驱动器，黑线和黄线从Arduino Uno（底部焊接）提供12V电压至CNC Shield

Arduino绘图机中用于笔提升的伺服电机附件

Arduino绘图机中用于笔提升的伺服电机附件

Arduino CNC绘图机完整接线

Arduino绘图机中用于笔提升的伺服电机附件

Arduino绘图机原理图

Arduino绘图机完成

Arduino绘图机工作输出

Arduino固件安装

该项目使用的是GRBL0.9i固件的修改版本。我已进行了修改，以启用CoreXY配置，并且还使D11引脚上的伺服电机运行。伺服电机将使用机器代码M03和M05升高和降低笔。（稍后将详细解释）。因此，在Z轴上，不需要步进电机来拉动笔。 你可以从Git下载修改过的固件：https://github.com/arnabdasbwn/grbl-coreXY-servo

Grbl-coreXY-servo是一种基于并行端口的运动控制的不妥协，高性能，低成本的替代品用于CNC铣削。只要运行Atmega 328p，它将在Arduino（Duemillanove / Uno）上运行。 该控制器采用高度优化的C语言编写，利用AVR芯片的所有巧妙功能来实现精确的定时和异步操作。它能够维持高达30kHz的稳定，无抖动的控制脉冲。 它接受符合标准的G代码，并已通过多种CAM工具的输出进行了测试，没有任何问题。弧，圆和螺旋运动以及所有其他主要G代码命令均受完全支持。不支持宏函数，变量和固定循环，但是我们认为GUI可以更好地将它们转换为直接的G代码。 Grbl-coreXY-servo包括完整的加速管理 看 先。这意味着控制器将对未来进行18次运动，并提前计划其速度，以实现平稳的加速和无晃动的转弯。 •许可：Grbl是免费软件，根据GPLv3许可证发行。 下载后，您必须使用固件刷新Arduino Uno。 这是步骤： 注意：在开始之前，请从Arduino IDE中删除以前的Grbl库安装。否则，您将遇到编译问题！在Mac上，Arduino库位于〜/ Documents / Arduino / libraries /中。在Windows上，它位于My Documents \ Arduino \ libraries中。 1. 从 https://github.com/arnabdasbwn/grbl-coreXY-servo clone你将拥有一个名为的文件夹 bl-coreXY-servo。 2. 启动Arduino IDE •确保您使用的是Arduino IDE的最新版本！ 3.将 Grbl作为库加载到Arduino IDE中 •单击Sketch下拉菜单，导航到Include Library并选择 添加。ZIP库。 •重要提示：在 bl-coreXY-servo-master文件夹，其中仅包含源文件和示例目录。 •如果您不小心选择了.zip文件或错误的文件夹，则需要导航至Arduino库，删除错误，然后重新执行步骤 3。4. 打开GrblUpload Arduino示例 •单击File下拉菜单，导航至示例-> Grbl，然后选择GrblUpload。 5. 编译Grbl-coreXY-servo并将其上传到Arduino •将Arduino Uno连接到计算机。 •确保在“工具”->“董事会”菜单中将开发板设置为Arduino Uno，并在“工具”->“串行端口”中正确选择了串行端口。 •单击上传，然后Grbl-coreXY-servo应该编译并刷新到您的Arduino！（使用编程器进行闪烁也可以通过使用“使用编程器上传”菜单命令来完成。）

软件工具安装

我们需要多种软件和插件来生成艺术品，使用串行COM端口编辑G代码并将其发送到CNC。我将讨论在Windows平台上的安装，但是您也可以找到所有用于Linux平台的软件。因此，我们将使用的软件为： >>> Inkscape [将用于编辑矢量图形，并从.jpg，.png和.dxf格式生成矢量图形（.svg）] •下载最新的稳定的32bit / 64bit Inkscape.org根据您的操作系统提供的版本 •在Windows中安装非常简单直接。在Linux中，您需要键入一些简单的命令。 •只需执行Next Next，将安装软件。 >>> JTP激光工具Inkscape插件 [此Inkscape插件会将路径/图形转换为用于矢量打印的G代码] •从JTP网站下载该插件 •使用任何优质的解压缩软件将其提取。 •将此.zip文件夹的内容放入安装目录中的“ inkscape \ share \ extensions”文件夹中。 •在那里，它将显示在Inkscape的“扩展”选项卡下。 >>> Raster 2 Laser G代码生成器 [此Inkscape插件将路径/图形转换为用于光栅打印的G代码] •从我的Git Hub存储库Raster 2 Laser下载该插件 •使用任何优质的解压缩软件将其提取。 •将此.zip文件夹的内容放入安装目录中的“ Inkscape \ share \ extensions”文件夹中。 •在那里，它将显示在Inkscape的“扩展”选项卡下。 >>> UGS平台/ UniversalGcodeSender [将通过USB串行端口将G代码从笔记本电脑发送到Arduino UNO] •根据您的操作系统和系统配置下载并安装下载页面上列出的Java版本。需要Java8。 在这里下载 •下载UGS平台 UGS下载 •使用任何良好的解压缩软件将其解压缩。 •在解压缩的文件夹中，找到ugsplatform目录中的bin。 •在Windows上运行ugsplatform.exe或ugsplatform64.exe，在Linux或Mac OSX上运行ugsplatform。 •无需任何安装或构建。 >>> Camotics [将用于可视化G代码和模拟目的] •从Camotics下载最新版本。 •安装简便而流畅。 >>> Makelangelo软件 [将用于从jpg，png和其他格式生成单色图案艺术品，这些颜色可以通过CNC绘图机用单色笔打印] •从我的Git Hub存储库中下载Makelangelo软件 Makelangelo软件 •提取使用任何好的解压缩软件。 •打开提取的文件夹，然后找到Makelangelo10.jar文件。 •使用前面步骤中安装的Java 8运行.jar文件。 >>> Inkscape模板文件 [此模板将根据送入绘图机的纸张使用，并将有助于精确尺寸的G代码生成] •从我的Git Hub存储库Inkscape模板下载 模板。 •使用任何优质的解压缩软件将其提取。 •打开提取的文件夹，然后找到Makelangelo10.jar文件。

从Inkscape中的现有JPG / PNG图像进行处理

•打开Inkscape。 •根据纸张尺寸打开上一步中下载的模板。 •单击文件->导入，然后从驱动器中选择JPG或PNG文件，然后单击打开。 •根据页面大小调整图像大小并放置图像。 •图像必须在页面边界内，否则将无法正确生成G代码。 •右键单击图像，然后选择“跟踪位图”。 •选择以下三个选项中的任何一个[实验，您将知道工作原理]亮度截止，边缘检测，色彩量化。 •根据所需的图形细节更改阈值。 •单击更新。 •单击确定，然后关闭窗口。 •矢量位图将与原始图片重叠。 •拖出原始图片并将其删除。您已准备好生成G代码。 •现在，请参阅 G代码生成 步骤。

从Inkscape中的自定义工程图处理

•打开Inkscape。 •根据纸张尺寸打开上一步中下载的模板。 •开始在工作区域内绘图或书写文本。 •通过Ctrl + A快捷键选择所有对象。 •然后通过菜单中的对象->分组或Ctrl + G快捷键将它们分组。 •然后，您必须通过菜单路径->对象至路径或通过快捷键Shift + Ctrl + C将对象转换为路径。[重要步骤] •现在，请参阅 G代码生成 步骤。

在Makelangelo软件中从图像生成艺术品

•打开运行.jar文件的Makelangelo软件。 •单击“打开文件”，然后从驱动器中选择JPG / PNG文件。 •从下拉菜单中选择转换样式。[我的最爱是交叉阴影线] •单击确定。 •单击保存到文件/ SD卡，然后转到要保存的位置。 •输入文件名，然后选择DXF R12文件格式.DXF。 •现在运行Inkscape，并使用默认设置打开保存的.DXF文件。 •根据需要调整大小。 •现在，请参阅 G代码生成 步骤。

栅格G代码生成

•在光栅模式下，机器将逐行扫描从[0,0]到最后一行的整个绘图区域。[光栅模式很慢，需要更多时间]。观看视频[ 光栅图女孩的脸视频1 ] [ 光栅图女孩的脸视频2 ] •将所有对象转换为上一步的路径后，即可生成G代码。 •现在，选择工作区域内的所有路径或使用Ctrl + A。 •单击扩展-> 305工程->光栅2激光G代码生成器。 •提供导出目录路径。 •提供文件名。 •启用数字后缀。 •分辨率表示每毫米的线数，增加将增加绘制时间。 •使用以下选项播放，如RGB阈值。 •将雕刻速度设置为1500或更高。 •选择无归位。 •将激光打开编辑为M03 S255。 •将激光关闭编辑为M05 S0。 •取消选择预览，如果选择则不会生成G代码。 •单击“应用”。等待和享受。您现在可以开始打印了。

矢量G代码生成

•在矢量模式下，机器将仅扫描有线条的绘图区域。[矢量模式绘制花费的时间更少]。 •将所有对象转换为上一步的路径后，即可生成G代码。 •现在，选择工作区域内的所有路径或使用Ctrl + A。 •单击扩展->生成激光G代码-> J Tech Photonics Laser Tool。 •提供导出目录路径。 •提供文件名。 •启用数字后缀。 •将所有单位设置为毫米。 •将激光速度设置为1500或更高。 •将行驶速度设置为3000或更高。 •选择无归位。 •将激光打开编辑为M03。 •将激光关闭编辑为M05。 •取消选择“预览” •单击“应用”。等待和享受。您可以立即进行打印了。

GRBL配置和首次设置机器

的任何本地回显，然后输入。Grbl应该回应：[HLP： ＃ G I N x = val Nx = line J = line SLP C X H〜！？[ctrl-x]'命令是Grbl系统命令，用于调整设置，查看或更改Grbl的状态和运行模式以及启动归位循环。最后四个非命令是即时的 可以在以下位置发送的控制命令 任何时间，不管Grbl在做什么。这些要么立即改变Grbl的运行 行为 或立即打印重要报告 即时的像当前位置（又称DRO）之类的数据。 –查看Grbl设置要查看设置，请输入，然后在连接到Grbl后按Enter。Grbl应该以当前系统设置的列表作为响应，如下例所示。所有这些设置都是持久性的，并保存在EEPROM中，因此，如果您关闭电源，则下次启动Arduino时将重新加载这些设置。 x = val –保存Grbl设置 x = val命令保存或更改Grbl设置，当通过串行终端程序连接到Grbl时，可以通过发送此命令来手动完成此设置，但是大多数Grbl GUI会为您执行此操作用户友好的功能。要手动将微秒步进脉冲选项更改为10us，您可以键入以下命令，然后输入 输入：

个人设置
$0 = 10 (step pulse, usec)
$1 = 25 (step idle delay, msec)
$2 = 0 (step port invert mask:00000000)
$3 = 0 (dir port invert mask:00000000)
$4 = 0 (step enable invert, bool)
$5 = 0 (limit pins invert, bool)
$6 = 0 (probe pin invert, bool)
$10 = 3 (status report mask:00000011)
$11 = 0.010 (junction deviation, mm)
$12 = 0.010 (arc tolerance, mm)
$13 = 0 (report inches, bool)
$20 = 0 (soft limits, bool)
$21 = 0 (hard limits, bool)
$22 = 0 (homing cycle, bool)
$23 = 0 (homing dir invert mask:00000000)
$24 = 25.000 (homing feed, mm/min)
$25 = 500.000 (homing seek, mm/min)
$26 = 250 (homing debounce, msec)
$27 = 1.000 (homing pull-off, mm)
$100 = 80.000 (x, step/mm)
$101 = 80.000 (y, step/mm)
$102 = 80.000 (z, step/mm)
$110 = 50000.000 (x max rate, mm/min)
$111 = 50000.000 (y max rate, mm/min)
$112 = 50000.000 (z max rate, mm/min)
$120 = 5000.000 (x accel, mm/sec^2)
$121 = 5000.000 (y accel, mm/sec^2)
$122 = 30.000 (z accel, mm/sec^2)
$130 = 310.000 (x max travel, mm)
$131 = 450.000 (y max travel, mm)
$132 = 200.000 (z max travel, mm)

https://github.com/arnabdasbwn/grbl-coreXY-servo
https://winder.github.io/ugs_website/download/
https://camotics.org/download.html
https://github.com/arnabdasbwn/Inkscape
https://www.arnabkumardas.com/topics/cnc/how-to-make-an-arduino-drawing-machine/