PLOTADOR DE GARRAFAS CNC ROTATIVO: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Peguei alguns rolos, que provavelmente são usados na impressora. Tive a ideia de transformá-los no eixo de rotação do plotter de garrafas CNC. Hoje, gostaria de compartilhar como construir um plotter CNC de garrafas a partir desses rolos e outras sobras.

Para fazer este projeto, fui inspirado por lingib com seu CNC Drum Plotter:

Vamos começar.

Etapa 1: COISAS DE QUE PRECISAMOS

• 1pcs x Arduino Uno R3.
• 1pcs x Arduino CNC Shield V3 GRBL.
• 4pcs x Stepper Motor Driver A4988.
• 2pcs x leitores de CD / DVD antigos.
• 2pcs x motor de passo NEMA tamanho 17.
• 2pcs x Rolos de impressora antigos, com comprimento de cerca de 370 mm e diâmetro de 10 mm.

• Cabo de fita Rainbow de 2 metros x 8P.
• 2pcs x Acoplamento de eixo flexível de alumínio, tamanho do orifício interno: 5 mm x 8 mm.
• 1pcs x Acoplamento de eixo flexível de alumínio, tamanho do orifício interno: 10 mm x 10 mm. É usado para prender a caneta / lápis.
• 1pcs x Grampeador.
• 6pcs x cobre cobre pilares L-5 / 10mm.
• 3pcs x ganchos de haste roscados e porcas M10 x 500 mm. Eu usei o tipo de parafuso roscado para luzes suspensas.

• 8pcs x Rolamento ID de 8 mm.
• 2pcs x XH2.54mm - 6P Cabo de 20cm Conector duplo.
• Suportes de forma 4pcs x L.
• 2pcs x Suporte de montagem para motor de passo.
• 1pcs x fonte de alimentação 12V.
• Algumas pequenas braçadeiras de cabo, enrolamento em espiral de cabo, parafusos e porcas M4.

Etapa 2: SOFTWARES

• Firmware GRBL.
• Inkscape.
• Software AxiDraw 2.6.3 da Evil Mad Scientist Laboratories. É opcional para extensão de preenchimento de hachura.
• Remetente universal do Gcode.

Etapa 3: MONTAGEM DO EIXO Y ROTATIVO

Reutilizei 2 palitos de madeira dos meus brinquedos infantis, fiz 2 furos em cada palito com uma distância de cerca de 65 mm e montei o rolamento nos furos.

• Dimensão do bastão de madeira azul: 100 x 30 x 10 mm
• Dimensão do bastão de madeira vermelha: 165 x 30 x 10 mm

Duas extremidades dos rolos da impressora foram inseridas no rolamento da vara de madeira azul.

Eu inseri as outras extremidades dos rolos laterais no rolamento da vara de madeira vermelha e conectei o eixo Y de 2 motores de passo a 2 rolos por acoplamento flexível 5x8mm. Em seguida, cortei uma placa de madeira com a dimensão 250x350mm para construir uma plataforma CNC e montei os suportes em forma de L nela. Os motores de passo e as varas de madeira vermelhas foram montadas nesta placa de pé.

Etapa 4: MONTAGEM DOS EIXOS X E Z

O eixo X e o eixo Z foram montados em uma caixa de madeira 12x10x6mm onde foram feitos 4 furos e inseridos 4 porcas M10 nesses furos. A distância entre as duas porcas de um lado é de 30 mm.

As hastes roscadas M10 foram polidas em ambas as extremidades até atingirem um diâmetro de 8 mm.

Aparafusei duas hastes roscadas M10x500 em 4 porcas da caixa de madeira. Dependendo do comprimento da garrafa, posso ajustar a posição do eixo X manualmente. Quatro outras porcas também foram aparafusadas às duas pontas das hastes roscadas para fixar a posição desejada.

Para os eixos X e Z, montei 2 leitores de CD / DVD antigos na caixa de madeira 12x10x6mm acima.

Para a fixação da caneta / lápis, usei o mecanismo de mola do grampeador e o acoplamento flexível 10x10mm. Detalhes que você pode verificar no meu instrutível anterior: VOLTAR PARA BASIC-MINI CNC PLOTTER

Cortei as 2 placas de madeira com dimensão 100x200mm para construir o suporte dos lados esquerdo e direito dos eixos X e Z. Fiz 2 furos em cada placa com distância de cerca de 30 mm e montei o rolamento nos furos. Os outros orifícios foram usados para conectar os suportes em forma de L.

Duas hastes roscadas com dois leitores de CD / DVD foram inseridas em 2 rolamentos dos suportes do lado direito e esquerdo

Para manter os suportes do eixo X fortes o suficiente, usei uma haste rosqueada adicional de 10x500mm para conectar os suportes esquerdo e direito.

Os suportes esquerdo e direito do eixo XZ foram montados na placa de pé do CNC.

Como o eixo X é limitado a 40 mm, para poder estender a faixa de plotagem, usei algumas engrenagens e correias da impressora para conectar 2 hastes roscadas. Desta forma, posso ajustar manualmente a posição de plotagem desejada dependendo do comprimento da garrafa.

Feito.

Etapa 5: CONEXÕES

Meu projeto usou 4 motores de passo e drivers A4988. Como o eixo Y rotativo operava com 2 motores de passo, tive que adicionar 2 jumpers conforme a imagem abaixo para configurar o 4º eixo. Neste caso, o eixo Y é clonado para o driver de 4º passo A4988 que está marcado como "A" na blindagem do CNC.

Finalmente montei o CNC Shield e o Arduino Uno na plataforma do CNC e conectei os cabos de 4 motores de passo a 4 drivers A4988.

Observações: Você pode consultar meu manual DE VOLTA AO BASIC-MINI CNC PLOTTER no PASSO 5 para configurar os micro-passos e o limite de corrente do driver de passo A4988.

• Minha configuração de microetapas é a resolução de 1/8 de etapa para todos os motores de passo.
• Devemos prestar atenção para definir o limite de corrente dos motores de passo ajustando o potenciômetro trimmer na placa A4988.

Todas as obras de montagem e conexões elétricas foram feitas.

Etapa 6: GRBL FIRMWARE E CALIBRAÇÃO

1. Faça upload do firmware GRBL para o Arduino Uno

• Baixe os arquivos de firmware GRBL.
• Copie GRBL para C: / Usuários / Administrador / Documentos / Arduino / bibliotecas
• Abra o IDE do Arduino, no menu Arquivo, clique em Exemplos ‣ GRBL ‣ grblUpload.
• Selecione a porta e a placa corretas (Arduino Uno), compile e faça upload do código para o Arduino Uno.

2. Os parâmetros GRBL para o meu plotter de garrafas são os seguintes:

$0	10.000	Tempo de pulso do passo
$1	25.000	Atraso de passo inativo
$2	0.000	Inversão de pulso de etapa
$3	0.000	Inverter direção da etapa
$4	0.000	Inverter passo habilitar pino
$5	0.000	Inverter pinos de limite
$6	0.000	Inverter pino da sonda
$10	1.000	Opções de relatório de status
$11	0.010	Desvio de junção
$12	0.002	Tolerância de arco
$13	0.000	Relatório em polegadas
$20	0.000	Limites suaves habilitar
$21	0.000	Limites rígidos habilitar
$22	0.000	Habilitar ciclo de homing
$23	0.000	Direção de retorno invertida
$24	25.000	Taxa de alimentação de localização de homing
$25	500.000	Taxa de busca de busca por homing
$26	250.000	Retardo de retorno do interruptor de homing
$27	1.000	Distância de pull-off do interruptor de homing
$30	1000.000	Velocidade máxima do fuso
$31	0.000	Velocidade mínima do fuso
$32	0.000	Modo laser habilitado
$100	53.333	Resolução de deslocamento do eixo X
$101	20.000	Resolução de deslocamento do eixo Y
$102	53.333	Resolução de deslocamento do eixo Z
$110	1000.000	Taxa máxima do eixo X
$111	1000.000	Taxa máxima do eixo Y
$112	1000.000	Taxa máxima do eixo Z
$120	50.000	Aceleração do eixo X
$121	50.000	Aceleração do eixo Y
$122	50.000	Aceleração do eixo Z
$130	40.000	Curso máximo do eixo X
$131	220.000	Curso máximo do eixo Y
$132	40.000	Curso máximo do eixo Z

Os parâmetros importantes pelos quais fiz as calibrações estão destacados na tabela acima.

3. Configuração STEP / MM:

A configuração de passo / mm para motores de passo é mostrada nas tabelas abaixo pela fórmula:

Etapas / mm = (Etapas por revolução) * (micro etapas) / (mm por revolução)

EIXO X E Z - $ 101 e $ 103:

O comprimento de trabalho do parafuso:	40.00	milímetros
Anjo da etapa:	18	°
O número de etapas necessárias para que o DVD stepper faça 1 revolução completa:	20	passo / rev
Configuração de microetapas A4988:	8	-
Passo do parafuso de passo do DVD (mm / revolução):	3.0	mm / rev
ETAPA / MM:	53.333	passo / mm

EIXO Y E - $ 101

Para determinar o STEP / mm do eixo rotativo, medi a circunferência da borracha cilíndrica fixada nos rolos da impressora. É um comprimento reto para que o motor de passo faça 1 volta completa e é de 80 mm no meu caso.

No meu teste, usei algumas garrafas de vidro (garrafa de molho de peixe) com circunferência de 220mm.

O comprimento de trabalho do eixo rotativo:	220.000	milímetros
Anjo da etapa:	1.8	°
O número de etapas necessárias para que o stepper faça 1 revolução completa:	200	passo / rev
Configuração de microetapas A4988:	8	-
mm por revolução:	80.000	mm / rev
ETAPA / MM:	20.000	passo / mm

Etapa 7: INKSCAPE E UGS

1. INKSCAPE

- No menu do Inkscape, vá para Arquivo ‣ Propriedades e, na guia Página, defina as Unidades de exibição (milímetros), a Orientação para Retrato e o Tamanho da Página: 40x 220mm. - Importe uma imagem adequada usando o menu Arquivo ‣ Importar. No menu, vá para Path ‣ Trace Bitmap e converta o objeto em Path.

- Vá para Extensions ‣ Gcodetools ‣ Tools Libary. Selecione Ferramentas Tipo: Cilíndrico e clique em Aplicar.

- Vá para Extensões ‣ Gcodetools ‣ Pontos de Orientação

• Tipo de orientação: modo de 2 pontos.
• Superfície Z: 0,0 mm. Este é o topo da superfície do papel.
• Profundidade Z: -1,0 mm. Esta é a posição de trabalho do eixo Z quando a plotadora CNC está desenhando o objeto. Esse número negativo garante que a ponta da caneta toque no papel.

- Vá para Extensões ‣ Gcodetools ‣ Caminho para Gcode

• Altura de segurança Z: 2 mm. É a altura acima da superfície de plotagem ao mover entre os pontos de desenho.
• Clique na guia Caminho para Gcode antes de clicar em Aplicar. Isso cria o arquivo de código G.

2. PLATAFORMA UNIVERSAL GCODE

• Abra a plataforma universal Gcode, selecione a porta e defina o Baud para 115200, clique na guia Conectar.
• Selecione a posição apropriada movendo os eixos X para a esquerda - direita, os eixos Y para a frente - para trás e defina as coordenadas originais pelo botão Reset Zero.
• Clique em Abrir ‣ Navegue até o arquivo de código G gerado por INKSCAPE.
• Clique em Enviar e a plotadora CNC executará o desenho da imagem seguindo o código G.
• Monitore a plotadora em ação na guia Visualizador.

Etapa 8: TESTE

Tenho muitas garrafas de molho de peixe feitas de vidro. Normalmente, eles são jogados fora após o uso, mas a partir de agora, eles serão nomeados ou decorados pelo meu plotter de garrafas CNC para armazenar os temperos líquidos necessários. Podemos facilmente mudar para diferentes tipos de canetas, como caneta / lápis de cor… porque são presas por motor de acoplamento flexível 10x10mm.

Etapa 9: TERMINAR

Você pode ver algumas fotos deste projeto.

Muito obrigado por ler meu trabalho e espero que tenha gostado do meu artigo desta vez!