Dalam tutorial ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuat plotter pena CNC atau mesin gambar tetapi dengan satu fitur keren dan itu adalah perubahan alat otomatis. Dengan kata lain, mesin akan dapat mengubah warna secara otomatis sehingga kita dapat menggambar hal-hal yang sangat keren dengannya.
Anda dapat menonton video berikut atau membaca tutorial tertulis di bawah ini.
Konstruksi mesin didasarkan pada mesin CNC Laser Engraver DIY saya dari video saya sebelumnya di mana tujuannya adalah untuk membuat mesin CNC paling sederhana dengan suku cadang seminimal mungkin. Ini menggunakan 3 motor stepper NEMA 17 untuk gerakan sumbu X, Y dan Z, dan servo kecil untuk gripper. Otak dari mesin plotter CNC Pen ini adalah papan Arduino UNO yang dikombinasikan dengan pelindung CNC dan tiga driver stepper A4988.
Area kerja yang cukup besar, 360x280mm, dan tingkat detail yang dapat dihasilkan plotter pena ini menurut saya juga cukup mengesankan. Saya benar-benar terkejut betapa bagus dan presisi gambar yang dihasilkan, terutama saat saya menggunakan pena gel 0,6 mm.
Namun demikian, sekarang saya akan menjelaskan semua yang perlu Anda ketahui tentang membuat mesin gambar seperti ini, termasuk bagaimana merancangnya, menghubungkan elektronik, firmware dan perangkat lunak apa yang digunakan dan bagaimana menghasilkan kode-G untuk itu.
Untuk memulainya, mari kita lihat desain mesin CNC ini. Seperti yang telah saya sebutkan, mesin ini didasarkan pada desain mesin pengukir laser CNC saya sebelumnya di mana tujuannya adalah membuat CNC yang sangat sederhana dengan suku cadang seminimal mungkin.
Dua komponen utama adalah rel linier MGN15H, bersama dengan blok geser yang sesuai. Gerakan untuk sumbu X dan Y disediakan melalui dua Sabuk GT2 dan beberapa katrol GT2. Adapun sumbu Z, kami memiliki gerakan bolak-balik sederhana di mana bagian yang bergerak meluncur ke atas dan ke bawah pada dua batang linier 6mm dan bantalan linier yang sesuai. Servo hobi kecil digunakan untuk mencengkeram pena.
Prosedur homing sangat penting untuk plotter pena ini karena pemegang pena memiliki posisi tetap tertentu, sehingga mesin harus memiliki titik awal. Oleh karena itu, kita harus memiliki limit switch untuk setiap sumbu.
Anda dapat menemukan dan mengunduh model 3D ini, serta menjelajahinya di browser Anda di Thangs:
Unduh model perakitan 3D di Thans.
Terima kasih Terima kasih telah mendukung tutorial ini.
Sedangkan untuk file STL yang digunakan untuk mencetak part 3D, anda dapat mendownloadnya disini:
Berikut adalah semua bagian yang diperlukan untuk merakit plotter pena.
Berikut daftar komponen yang dibutuhkan untuk merakit mesin CNC DIY ini. Daftar komponen elektronik dapat ditemukan di bawah di bagian diagram rangkaian artikel.
Baiklah, jadi sekarang kita bisa mulai merakit mesinnya. Saya mulai dengan mengamankan pelat dasar dan braket untuk rel linier bersama-sama dengan bantuan beberapa baut M3. Semua baut untuk merakit mesin ini sebenarnya adalah M3 dengan panjang yang bervariasi kecuali beberapa baut M5 yang dibutuhkan untuk pulley GT2.
Setelah kedua sisi siap, kami dapat mengencangkan rel linier sumbu-X dengan dua baut di setiap sisi. Rel MGN15H ini memberikan gerakan bebas yang sangat halus dan bebas, karena balok gesernya memiliki bola atau rol di dalamnya.
Namun, sebelum memasangnya, ada baiknya untuk membersihkan dan melumasinya dengan baik agar berfungsi dengan baik.
Selanjutnya, rel sumbu Y harus berada di atas blok geser sumbu X dan untuk mengamankannya bersama-sama, kami akan menggunakan pelat pemasangan pusat. Pertama, kita bisa memasang rel sumbu Y ke pelat tengah menggunakan tiga baut.
Kemudian kita bisa memasang dua motor stepper NEMA 17. Yang satu berada di sisi atas dan yang lainnya di sisi bawah piring. Seperti yang saya sebutkan sebelumnya, kita memerlukan beberapa baut dan mur M5 untuk memasang katrol GT2 di tempatnya. Kedua puli di sini sebenarnya adalah puli idler yang digunakan untuk memberikan pegangan pada sabuk GT2 sumbu X dan puli bergigi yang digunakan untuk motor stepper.
Adapun untuk memasang puli itu, kita harus mengukur dan meratakannya sesuai dengan puli pemalas. Sedangkan untuk sumbu Y, kita hanya membutuhkan satu katrol pemalas yang berada di sisi lain rel, karena sabuk untuk sumbu ini akan dipasang dalam satu lingkaran.
Ok, selanjutnya adalah perkawinan atau penyambungan kedua sumbu tersebut. Kita cukup melakukannya dengan mengamankan pelat tengah ke blok geser sumbu X menggunakan empat baut M3. Dengan ini mesin mendapatkan bentuk utamanya dan sekarang blok geser sumbu Y dapat mencapai posisi apa pun di area kerja.
Sekarang kita dapat melanjutkan dengan merakit mekanisme pengangkat pena. Mekanisme ini terdiri dari dua bagian, satu tetap yang dibaut ke blok geser sumbu Y, dan yang lainnya akan meluncur ke atas dan ke bawah. Setelah bagian yang diperbaiki diamankan di tempatnya, kita dapat memasang motor stepper sumbu-Z di atasnya. Stepper ini juga merupakan NEMA 17 tetapi lebih pendek, 23mm, bukan 40mm, untuk mengurangi berat.
Kemudian kita bisa memasang pengangkat yang cukup menempel pada poros stepper. Sekrup grub yang saya punya agak panjang, jadi saya memasang pengangkat ke poros tanpa itu, tetapi lubangnya berbentuk seperti poros sehingga gerakan akan ditransfer dengan baik. Saya akhirnya memodifikasi bagian ini sedikit tetapi, jangan khawatir Anda akan mendapatkan versi terbarunya di file unduhan.
Selanjutnya, saya memasukkan empat bantalan linier ke bagian geser dan mengamankan servo mikro di tempatnya. Kemudian saya juga mengamankan bagian tempat pena tepat di sebelah servo.
Untuk menghubungkan bagian tetap dan bagian geser bersama-sama, pertama-tama kita harus melewatkan kawat servo melalui lubang di bagian tetap dan kemudian memasukkan batang 6mm dari atas, melalui bantalan dan lubang bagian tetap. Saat memasang batang ini, kita juga harus memasukkan pegas di antara bagian tetap dan geser sedemikian rupa sehingga mendorong bagian geser ke bawah.
Ini akan membantu pena untuk memiliki kontak yang lebih baik dengan permukaan kerja. Di sisi bawah bagian tetap, ada bukaan di mana kita bisa memasukkan mur M3 dan menggunakannya untuk mengamankan batang 6mm di tempatnya.
Selanjutnya, kita bisa merakit unit tempat pulpen yang ada di salah satu sisi mesin. Ini terdiri dari bagian atas dan bawah dengan bukaan untuk menampung hingga 12 pena.
Saya melanjutkan dengan memasang sabuk. Pertama, kita perlu mengukur berapa panjang yang kita butuhkan dan memotongnya sesuai ukuran. Untuk memasang sabuk ke blok geser, saya membuat konektor sabuk keren ini, di mana sabuk mengelilingi poros berongga dan di antara dua dinding yang tidak memungkinkan sabuk untuk bergerak.
Dengan menggunakan baut M3, kita dapat mengencangkan konektor pertama di satu sisi blok, dan ulangi prosedur yang sama untuk sisi lainnya. Kita dapat memindahkan konektor di sepanjang slot ini di sini dan mengencangkan sabuk sebanyak yang kita inginkan.
Sedangkan untuk sumbu X, belt akan berjalan lurus dari satu sisi ke sisi lainnya, sedangkan melewati puli dengan cara yang akan memberikan tegangan atau cengkeraman dengan puli motor stepper.
Untuk mengencangkan sabuk sumbu X, saya membuat konektor ini yang berbentuk seperti sabuk sehingga kami dapat mengencangkannya ke sisi mesin.
Selanjutnya, kita bisa memasang limit switch.
Saya akhirnya benar-benar menurunkan sedikit sakelar batas sumbu Z ini, dan untuk sakelar batas X dan Y saya menggunakan yang dari proyek saya sebelumnya yang sudah memiliki kabel yang terhubung.
Dengan ini, bagian mekanis mesin sudah siap dan kita dapat melanjutkan dengan menyambungkan elektronik.
Seperti yang saya sebutkan, kami menggunakan papan Arduino Uno yang dikombinasikan dengan pelindung CNC dan tiga driver stepper A4988.
Untuk memasang papan Arduino ke mesin, saya membuat bagian cetak 3D tambahan yang ada di panel samping. Saya mengamankan papan Arduino dengan dua baut M3, dan di atasnya saya memasukkan pelindung CNC.
Di sini kita perlu memasukkan tiga jumper untuk setiap driver stepper untuk memilih 16
th
/step resolution, lalu kita masukkan driver stepper.
Kemudian kita dapat menghubungkan motor ke pelindung CNC dengan tepat. Untuk menghubungkan sakelar batas mikro di tempatnya, saya menyolder kabel langsung ke sana, dan di sisi lain menyolder pin header perempuan yang saya dapatkan dari beberapa kabel lompat.
Sedangkan untuk motor servo, saya menggunakan beberapa kabel ekstensi servo sehingga dapat mencapai pelindung CNC. Untuk menyalakan mesin, kita membutuhkan catu daya 12V. Berikut adalah diagram sirkuit tentang bagaimana segala sesuatu perlu dihubungkan.
Berikut diagram rangkaian tentang bagaimana segala sesuatu perlu dihubungkan.
Anda bisa mendapatkan komponen yang dibutuhkan untuk proyek ini dari tautan di bawah ini:
Jadi, kami menggunakan papan Arduino UNO yang dikombinasikan dengan Perisai CNC dan tiga driver stepper A4988. Kami memiliki tiga sakelar batas mikro untuk mengarahkan mesin dan motor servo kecil untuk mekanisme gripper. Untuk menyalakan kita membutuhkan catu daya 12v dengan laju arus minimum 2 amp.
Ada beberapa sentuhan akhir yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan pen plotter ini. Di sini saya memasang pen gripper yang hanya dipasang ke motor servo melalui klakson servo.
Untuk mengatur kabel dari pengangkat pena, saya menggunakan alas meja makan yang bahannya kuat tetapi fleksibel, sehingga cocok untuk pekerjaan itu.
Dengan ini mesin gambar kami selesai. Namun, ada beberapa hal yang perlu kita perhatikan di sini. Karena rel sumbu Y tidak ditopang di satu sisi dan bahan PLA pencetakan 3D itu sendiri tidak terlalu kaku, saat diperpanjang sepenuhnya, pengangkat pena 4mm lebih rendah dibandingkan dengan sisi yang didukung.
Itu terlalu banyak bermain, tetapi saya berhasil menyelesaikan masalah itu dengan sedikit mengangkat sisi depan mesin. Dengan cara ini saya mengurangi perbedaan menjadi sekitar 1mm yang dapat diterima. jika Anda berencana menggunakan rel besar ini, saya pasti akan menyarankan untuk mendukung rel sumbu Y di sisi lain juga.
Masalah lainnya adalah tempat pulpen, karena pulpen tidak menempel dengan baik dengan cara ini. Di sini saya akan menyarankan untuk membuat bukaan atas lebih besar dan menambahkan beberapa bahan lembut di sisi-sisinya sehingga pulpen tetap di tempatnya dan memudahkan mesin untuk memasukkannya.
Akhirnya, kita bisa memasukkan papan di bawah seluruh mesin sehingga kita mendapatkan permukaan yang rata.
Dan hanya itu, mesin kami selesai.
Yang tersisa untuk dilakukan sekarang adalah menghidupkannya atau menjadikannya mesin CNC nyata. Untuk tujuan itu, kita perlu menginstal firmware ke Arduino untuk mengontrol gerakan mesin CNC dan kita memerlukan perangkat lunak kontrol yang melaluinya kita akan mengirim kode-G dan memberi tahu mesin apa yang harus dilakukan.
Pilihan paling populer untuk mesin CNC DIY adalah firmware GRBL open source. Namun, untuk plotter pena ini kita memerlukan versi modifikasinya, yang dapat mengontrol motor servo. Versi modifikasi ini disebut “grbl-servo”, yang mengubah frekuensi PWM default pin kontrol spindel (atau pin digital nomor 11) dari 1kHz menjadi 50 Hz yang diperlukan untuk mengontrol jenis motor servo ini.
Setelah mendownload dan menginstal firmware GRBL ini ke folder library Arduino IDE, kita juga perlu memodifikasi file config.h untuk mengaktifkan homing 3 sumbu, bukan homing 2 sumbu default.
Sedangkan untuk perangkat lunak kontrol, kami akan menggunakan GRBL-Plotter yang didedikasikan untuk mengontrol plotter dan menyertakan konverter grafis yang dapat menghasilkan kode-G dari gambar atau grafik kami. Yang ini juga merupakan perangkat lunak sumber terbuka yang dapat diunduh dari Github.
Di sini, hal pertama yang perlu kita lakukan adalah menghubungkan papan Arduino kita ke perangkat lunak melalui port COM yang sesuai. Setelah kita mengklik tombol “Kill Alarm”, pada serial monitor kita akan mendapatkan daftar parameter GRBL kita saat ini. Kita perlu mengubah beberapa parameter ini sesuai dengan mesin kita.
Hal pertama yang harus kita sesuaikan di sini adalah resolusi perjalanan atau nilai langkah/mm. Nilai-nilai ini menunjukkan berapa banyak langkah yang harus diambil motor untuk bergerak 1 mm. Hal ini tergantung pada jenis motor stepper yang kita miliki, resolusi langkah yang dipilih dan transmisi gerak, dalam hal ini sabuk dan puli GT2.
Untuk mesin kami, nilai 80 langkah/mm diperlukan agar sumbu X dan Y akurat. Adapun sumbu Z saya menetapkan nilai 40 yang sebenarnya tidak akurat dalam hal gerakan nyata, tetapi kami tidak dapat mencapainya dengan gerakan bolak-balik kami.
Kita juga harus mengatur parameter nomor 23, ke 0, yang menunjukkan di mana sakelar batas kita berada, mengatur laju umpan maksimum, akselerasi, kecepatan perjalanan maksimum, dan parameter nomor 1 ke nilai 255, yang membuat stepper tetap aktif sepanjang waktu. waktu. Namun, kita harus perhatikan bahwa dengan mengaktifkan ini, terutama untuk stepper sumbu Z, kita harus menyesuaikan batas driver A4988 saat ini ke minimum karena stepper NEMA 17 yang lebih pendek dapat dengan cepat menjadi panas.
Oke, jadi mari kita lihat pengaturan pengontrol sekarang. Ada begitu banyak pilihan untuk menyesuaikan di sini sehingga bisa sedikit mengintimidasi di awal. Di sini pertama-tama kita perlu mengatur terjemahan Pena ke atas dan ke bawah menjadi sumbu Z dan menetapkan nilai untuk posisi Atas dan Bawah.
Di tab tabel Alat, kita dapat menentukan warna pena dan posisinya. Kita harus mencatat di sini bahwa nilai-nilai ini untuk G53 atau sistem koordinat mesin. Ini berarti mereka ditentukan oleh sakelar batas keras yang dimiliki mesin, dan perjalanan maksimum yang kami atur dalam parameter GRBL sebelumnya.
Untuk menentukan posisi setiap pena, saya menggunakan nilai offset, yaitu 0 untuk sumbu X dan 277 untuk sumbu Y dalam kasus ini. Nilai-nilai ini memposisikan gripper di depan pena pertama, lalu saya hanya perlu menentukan nilai Y untuk setiap pena, yaitu 21,7mm ke arah negatif.
Di sini kita juga dapat menyesuaikan laju umpan dan posisi naik dan turun untuk setiap pena secara individual, jika ada pena yang berbeda.
Selanjutnya pada Tool change tap kita harus memilih “Perform tool change on Tx M06” yang memberitahu mesin untuk melakukan perubahan tool ketika perintah ini muncul di G-code.
Nilai “x” setelah huruf T menunjukkan nomor pahat dari tabel pahat. Untuk melakukan perubahan alat, kita harus menyertakan skrip "pilih" dan "hapus", yang dijalankan ketika perintah Tx M06 muncul. Dalam skrip ini, kami mendefinisikan gerakan gripper untuk mengambil atau menghapus alat.
Untuk memilih pena, gripper pertama kali diposisikan di depan pena yang sebenarnya dalam koordinat mesin absolut, yang ditentukan dalam tabel alat. Kemudian servo membuka gripper, bergerak naik 4 mm lagi, kemudian bergerak ke arah pena ke arah X dan sedikit ke arah Y. Kemudian gripper menutup, mengangkat pena dan bergerak kembali ke posisi yang sama sebelum menjalankan skrip. Untuk melepas pena, langkah-langkah skripnya sama tetapi dalam urutan terbalik.
Tentu saja, semua parameter ini tergantung pada pulpen itu sendiri, dimensinya, dan dimensi dudukannya. Satu-satunya cara untuk memperbaiki proses ini adalah dengan menguji dan mengoreksi nilai.
Terakhir, mari kita lihat bagaimana kita bisa menghasilkan G-code dari gambar dengan software GRBL-Plotter ini.
Setelah kami memuat gambar, kami dapat mengklik "Pratinjau dengan warna dari tabel" sehingga kami dapat melihat bagaimana gambar akan terlihat. Dari tab koreksi gambar maka kita bisa bermain dengan nilai Brightness, Contrast, Gama dan Saturation untuk mendapatkan warna yang mirip dengan gambar asli atau yang sebenarnya kita inginkan. Kita dapat menyetel ukuran output dalam mm, dan di ketuk pengganti warna, kita dapat menghapus warna yang tidak ingin kita gunakan.
Misalnya, kita bisa menghilangkan warna aprikot yang merupakan warna putih pada gambar. Kemudian kita dapat mengklik tombol Create G-Code dan G-code akan dihasilkan.
Kami juga dapat menghasilkan kode-G dari file SVG, yang dapat kami tarik dan lepas, dan perangkat lunak akan segera menghasilkan kode-G.
Sebelum kita memulai plotting, kita harus mengatur posisi 0 dimanapun kita inginkan di area kerja dan kemudian klik tombol play.
Pen plotter akan mulai bekerja sehingga kita dapat menikmati menontonnya membuat keajaiban.
Saya harap Anda menikmati video ini dan belajar sesuatu yang baru. Jika Anda memiliki pertanyaan, silakan tanyakan di bagian komentar di bawah.Ringkasan
Model 3D Plotter Pena CNC DIY
Merakit mesin
Menghubungkan elektronik
Diagram Sirkuit Plotter Pena CNC DIY
Menyelesaikan perakitan mesin
Firmware dan Perangkat Lunak Kontrol Plotter Pena DIY
Parameter GRBL
Penyiapan plotter GRBL
Menghasilkan kode-G untuk Plotter Pena CNC dengan Perubahan Alat Otomatis
Proses manufaktur
Apa yang bisa Anda buat dengan mesin CNC? Mesin kontrol numerik komputer (CNC) membentuk material menggunakan rutinitas yang telah diprogram sebelumnya. Mereka dapat membuat suku cadang secara efisien dan pada tingkat presisi yang tinggi. Akibatnya, banyak industri mengandalkan komponen yang dibuat
Dalam operasi aktual, mesin CNC terutama digunakan untuk membuat benda kerja, dan benda kerja biasanya memiliki akurasi pemesinan yang sangat tinggi. Jika Anda ingin meningkatkan akurasi pemesinan mesin CNC itu sendiri, Anda harus menganalisis kesalahan yang mungkin terjadi pada setiap langkah pemes
Alat dan penggiling pemotong digunakan untuk mempertajam pemotong frais, mata bor, dan sejumlah alat pemotong lainnya. Penggilingan alat adalah subspesialisasi dari bidang teknologi penggilingan yang lebih besar, yang membutuhkan abrasive atau roda gerinda khusus untuk mengasah kembali alat mesin. P
Bagaimana Cara Menyiapkan Mesin Penggilingan CNC? Sebelum menjawab pertanyaan “Cara Menyiapkan Mesin Milling CNC” ini, ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan. Apakah mesin itu mesin vertikal atau horizontal? Berapa banyak kapak yang dimiliki mesin? Berapa kapasitas menara alat? Bagaimana An
