Diy arduino आधारित सीएनसी प्लॉटर मशीन

सीएनसी मशीनें कम्प्यूटरीकृत न्यूमेरिकल कंट्रोल मशीनें हैं जिनका उपयोग किसी भी यांत्रिक भाग को खींचने या उनके नियंत्रक इकाई में खिलाए गए डिजाइन कार्यक्रम के अनुसार किसी भी यांत्रिक भाग को डिजाइन करने के लिए किया जाता है। नियंत्रक इकाई या तो कंप्यूटर या माइक्रोकंट्रोलर हो सकती है। सीएनसी मशीनों में फीडर और इमदादी मोटर्स होते हैं जो खिलाए गए कार्यक्रम के अनुसार डिजाइन तैयार करते हैं।

सीएनसी मशीनों पर शोध करने के बाद, मैंने स्थानीय स्तर पर उपलब्ध सामग्रियों का उपयोग करके अपनी खुद की सीएनसी मशीन बनाने का फैसला किया । दुनिया में बहुत सारी सीएनसी मशीनें हैं, जिनमें से कुछ को बनाने या यहां तक ​​कि उन्हें ठीक से संचालित करने के लिए बहुत अधिक तकनीकी और जटिल हैं। इस कारण से, मैंने Arduino पर आधारित एक साधारण सीएनसी प्लॉटर मशीन बनाने का निर्णय लिया, जो अब तक बनाने में सबसे सरल है। आप इसे थोड़ा संशोधन के साथ एक Arduino सीएनसी ड्राइंग मशीन के रूप में भी उपयोग कर सकते हैं।

यह DIY Arduino सीएनसी मशीन अधिकांश मूल आकृतियों, ग्रंथों और यहां तक ​​कि कार्टून को भी आकर्षित कर सकती है। यह ऑपरेशन उसी तरह से है जैसे कि एक मानव हाथ लिखता है। जिस तरह से इंसान लिख या खींच सकता है, उसकी तुलना में यह अधिक तेज़ और सटीक है। इस ट्यूटोरियल के अंत में प्रदर्शन वीडियो देखें ।

एक Arduino सीएनसी मशीन का निर्माण:

संचालित करने के लिए एक सीएनसी प्लॉटिंग मशीन के लिए, 3 अक्षों की आवश्यकता होती है (x- अक्ष, y- अक्ष और z- अक्ष। x- अक्ष और y- अक्ष एक सादे कागज पर 2 डी छवि बनाने के लिए एक साथ काम करते हैं। ये x और y हैं। अक्ष को एक दूसरे के लिए 90 डिग्री रखा जाता है जैसे कि समतल सतह पर कोई बिंदु x और y के दिए गए मान से परिभाषित होता है। z- अक्ष का उपयोग लिफ्ट से किया जाता है और सादे कागज पर पेन को कम किया जाता है।

खींची जाने वाली छवि के आधार पर, कंप्यूटर उपयुक्त निर्देशांक उत्पन्न करेगा और उन्हें यूएसबी पोर्ट के माध्यम से माइक्रोकंट्रोलर को भेजेगा। माइक्रोकंट्रोलर इन निर्देशांक की व्याख्या करता है और फिर छवि बनाने के लिए मोटर्स की स्थिति को नियंत्रित करता है। यहाँ हमने इस सीएनसी मशीन के निर्माण के लिए माइक्रोकंट्रोलर के रूप में Arduino का उपयोग किया है। तीन-धुरी आंदोलनों को स्टेपर मोटर्स द्वारा प्रदान किया जाता है, जिसे अरुडुइनो बोर्ड द्वारा ऑकंट्रोल किया जाएगा। यदि आप इस के लिए नए हैं तो आप Arduino के साथ स्टेपर मोटर को कैसे इंटरफ़ेस कर सकते हैं।

तो चलिए हमारे Arduino सीएनसी डिवाइस स्टेप को स्टेप से बनाना शुरू करते हैं ।

जिसकी आपको जरूरत है:

नोट: मेरा डिज़ाइन आकार और उपयोग की गई सामग्रियों के संदर्भ में हार्डवेयर में काफी भिन्न है। मैं पुराने डीवीडी ड्राइव खोजने में सक्षम नहीं था इसलिए मैंने प्रिंटर भागों का विकल्प चुना। जो भी आप उपयोग करते हैं, सुनिश्चित करें कि इसमें एक स्टेपर मोटर है।

हार्डवेयर की आवश्यकता:

1. एल्यूमीनियम शीट (710 मिमी x 710 मिमी)
2. पुराने HP / Epson प्रिंटर। आप पुराने कंप्यूटर डीवीडी ड्राइव का उपयोग कर सकते हैं
3. बोल्ट्स एंड नट्स
4. Perspex ग्लास
5. Arduino UNO
6. L293D मोटर चालक ढाल या एक Arduino सीएनसी ढाल
7. मिनी सर्वो मोटर
8. एक कलम

उन्होंने कहा कि इस तरह की घटनाओं को रोकने के लिए सरकार ने कई कदम उठाए हैं।

उपकरण:

1. पेंचकस
2. ड्रिल
3. काटने के उपकरण (हैकसॉ)
4. गोंद
5. बेंच डिवाइस

सॉफ्टवेयर्स:

इस मशीन के कुशल संचालन के लिए, निम्नलिखित सॉफ्टवेयर का उपयोग किया जाता है। विभिन्न वेबसाइटों पर जाएं और उन्हें डाउनलोड करें।

1. Arduino IDE संस्करण 1.6.6 या बाद के संस्करण यहां से
2. प्रसंस्करण आईडीई संस्करण 3.1.1 या बाद के संस्करण यहां से
3. इंकस्केप संस्करण 0.48.5। इसे यहाँ से डाउनलोड करें।
4. ग्राम नियंत्रक (वैकल्पिक)

सीएनसी प्लॉटर मशीन के लिए आधार:

इस उपकरण का मुख्य शरीर आधार है जो मशीन के सभी प्रमुख हिस्सों को एक साथ समर्थन करता है ताकि मशीन दृढ़ हो और पोर्टेबल भी हो। इस डिजाइन में हम आधार के निर्माण के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग करेंगे क्योंकि यह हल्का, झुकने और काटने के लिए सरल है और यह भी एक अच्छा चमकदार उपस्थिति देता है क्योंकि यह जंग नहीं करता है।

डिजाइन और आयाम मेरी आधार के नीचे दिखाया गया है:

नोट: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं।

सभी झुकने और काटने के बाद, मैं नीचे दिखाए अनुसार एक बहुत ही मजबूत आधार तैयार करने में सक्षम था:

एक्स, वाई और जेड एक्सिस की असेंबली:

एक्स और वाई कुल्हाड़ियों बनाने के लिए, दो प्रिंटर क्रैडल का उपयोग किया जाता है। इन भागों में से प्रत्येक में एक स्टेपर मोटर और एक बेल्ट ड्राइव तंत्र होता है जिसका उपयोग आमतौर पर कारतूस को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।

Z- अक्ष के लिए, ग्लू का उपयोग करके y- अक्ष पर एक मिनी सर्वो मोटर संलग्न है। इस सर्वो मोटर का उपयोग पेन को ऊपर और नीचे ले जाने के लिए किया जाता है। एक अच्छा सपोर्ट मैकेनिज्म बनाया जाना चाहिए जो पेन के फ्री और डाउन मूवमेंट को सक्षम बनाए।

सीएनसी मशीन के लिए ड्राइंग प्लेटफॉर्म:

इस मशीन के विशाल आकार के कारण, डिवाइस A5 आकार के कागज पर ड्राइंग करने में सक्षम है। इसलिए हम पर्सपेक्स ग्लास से A5 (148mmx210mm) आकार के प्लेटफॉर्म को काट देंगे और फिर इसे गोंद का उपयोग करके एक्स-एक्सिस मूविंग पार्ट पर चिपका देंगे।

तारों और सीएनसी मशीन के सर्किट:

Arduino UNO बोर्ड पर L293D मोटर ड्राइवर शील्ड डालें । यह ढाल एक ही समय में दो स्टेपर मोटर्स और दो सर्वो मोटर चला सकती है। नीचे दिखाए गए अनुसार दो स्टेपर मोटर्स को कनेक्ट करें। ग्राउंड कनेक्शन को असंबद्ध छोड़ दिया जाना चाहिए क्योंकि मोटर बाइपॉपलर प्रकार के होते हैं। यह हमारे प्लॉटर मशीन के लिए हमारे Arduino सीएनसी नियंत्रक के रूप में कार्य करेगा ।

इसके अलावा मिनी इमदादी मोटर को इमदादी 1 में संलग्न करें । मोटर चालक ढाल के पावर पोर्ट में 7.5V - 9V बिजली की आपूर्ति कनेक्ट करें। मशीन अब परीक्षण के लिए तैयार है।

Arduino सीएनसी मशीन कोड और परीक्षण:

पहले हमें स्टेपर मोटर्स का परीक्षण करने और यह देखने की आवश्यकता है कि क्या वे सही तरीके से जुड़े हुए हैं।

चूंकि हम L293D मोटर चालक ढाल का उपयोग कर रहे हैं, हमें यहां से AFmotor लाइब्रेरी डाउनलोड करने की आवश्यकता है । फिर इसे अपने Arduino IDE लाइब्रेरी फ़ोल्डर में जोड़ें। सुनिश्चित करें कि आप इसका नाम बदलकर AFMotor कर देंगे । यदि Arduino IDE बंद था और इसे फिर से खोलें और फ़ाइल पर क्लिक करें -> उदाहरण -> Adafruit Motor Shield Library -> stepper । सुनिश्चित करें कि आप उपकरण में सही पोर्ट और बोर्ड चुनते हैं और फिर कोड को Arduino बोर्ड में अपलोड करते हैं। स्टेपर मोटर एक पर कुछ हलचलें देखी जानी चाहिए।

मोटर दो का परीक्षण करने के लिए, निम्नलिखित पंक्ति में मोटर पोर्ट को 2 से 1 तक बदलें और फिर कोड अपलोड करें।

#include // एक स्टेपर मोटर को 48 कदम प्रति क्रांति (7.5 डिग्री) // मोटर पोर्ट # 2 (M3 और M4) AF_Stepper मोटर (48, 2) से कनेक्ट करें;

सीएनसी मशीन के लिए Arduino कोड:

एक बार जब स्टेपर मोटर्स उचित रूप से प्रतिक्रिया दे रहे हैं, तो नीचे दिए गए कोड अनुभाग से सीएनसी मशीन के लिए Arduino कोड की प्रतिलिपि बनाएं और इसे Arduino बोर्ड पर अपलोड करें। आप नीचे दिए गए लिंक से कोड डाउनलोड कर सकते हैं।

Arduino सीएनसी कोड डाउनलोड

सीएनसी मशीन के लिए जी-कोड:

G - CODE वह भाषा है जिसमें हम कंप्यूटराइज्ड मशीनों (सीएनसी) को कुछ करने के लिए कहते हैं। यह मूल रूप से एक फाइल है जिसमें X, Y और Z निर्देशांक हैं।

उदाहरण के लिए:

G17 G20 G90 G94 G54 G0 Z0.25X-0.5 Y0 Z0.1 G01 Z0। F5। G02 X0। Y0.5 I0.5 J0। F2.5 X0.5 Y0। I0। J-0.5 X0। Y-0.5 I-0.5 J0। X-0.5 Y0। I0। J0.5 G01 Z0.1 F5। G00 X0। य ०। Z0.25

एक साधारण वर्ग के लिए जी-कोड लिखना वास्तव में चुनौतीपूर्ण हो सकता है लेकिन सौभाग्य से हमारे पास एक सॉफ्टवेयर है जो हमें जी-कोड उत्पन्न करने में मदद कर सकता है। इस सॉफ़्टवेयर को " इंकस्केप " कहा जाता है, इसे यहां से डाउनलोड करें।

आप Inkscape का उपयोग करके अपना स्वयं का जी-कोड उत्पन्न कर सकते हैं, जिसे हमने अगले भाग में समझाया है या आप इंटरनेट पर आसानी से उपलब्ध जी-कोड का उपयोग कर सकते हैं।

इससे पहले कि मैं आपको दिखाऊं कि Inkscape का उपयोग करके G-Codes कैसे जनरेट किए जाते हैं, उन G-Codes को Arduino में भेजने के तरीके पर चर्चा करते हैं। वह सॉफ्टवेयर जो हमें Arduino में G-Codes भेजेगा, उसे प्रोसेसिंग कहा जाता है।

G-Code अपलोड करने के लिए प्रोसेसिंग IDE:

यह प्लेटफॉर्म हमें Arduino बोर्ड को G-Codes भेजने में मदद करेगा। ऐसा करने के लिए, आपको GCTRL.PDE फ़ाइल डाउनलोड करनी होगी।

यहां से GCTRL.pde फ़ाइल डाउनलोड करें और इसे प्रोसेसिंग आईडीई का उपयोग करके खोलें

एक बार जब आप इसे प्रोसेसिंग आईडीई में खोलते हैं, तो रन पर क्लिक करें। सभी निर्देशों के साथ एक विंडो दिखाई देती है। कीबोर्ड पर p दबाएं । सिस्टम आपको एक पोर्ट चुनने के लिए कहेगा। इसलिए उस पोर्ट का चयन करें जिस पर आपका Arduino बोर्ड जुड़ा हुआ है। मेरा मामला यह पोर्ट 6 है।

अब g दबाएं और उस फ़ोल्डर में ब्राउज़ करें जहां आपने अपना G-CODE बचाया है। सही G-CODE चुनें और एंटर दबाएँ। यदि सब कुछ सही जुड़ा हुआ था, तो आपको आपको डिवाइस को कागज पर प्लॉट करना शुरू करना चाहिए।

यदि आप प्रक्रिया को समाप्त करना चाहते हैं, तो बस x दबाएं और डिवाइस जो कुछ भी कर रहा था उसे रोक देगा।

अपना खुद का जी-कोड कैसे उत्पन्न करें:

हमने उल्लेख किया कि इंकस्केप वह सॉफ्टवेयर है जिसका उपयोग हम अपने G-CODES उत्पन्न करने के लिए करेंगे। इस उदाहरण में हम एक सरल पाठ (HELLO WORLD) बनाएंगे जैसा कि नीचे दिखाया गया है।

नोट : Inkscape में G-CODE के रूप में फ़ाइलों को सहेजने का कोई अंतर्निहित तरीका नहीं है । इसलिए आपको एक ऐड-ऑन स्थापित करने की आवश्यकता हैजो निर्यात छवियों को जी-कोड फ़ाइलों में सक्षम बनाता है। इस मेकरबॉट यूनिकॉर्न प्लगइन को इंस्टॉलेशन नोट्स के साथ यहां से डाउनलोड करें।

यदि इंस्टॉलेशन सफल रहा, तो इंकस्केप खोलें, फ़ाइल मेनू पर जाएं और "दस्तावेज़ गुण" पर क्लिक करें। पीएक्स से मिमी तक पहले आयाम बदलें। इसके अलावा चौड़ाई और ऊंचाई 90 मिमी तक कम करें। अब इस विंडो को बंद कर दें। एक वर्ग ड्राइंग क्षेत्र के रूप में प्रकट होता है। यह वह क्षेत्र है जिसका उपयोग हम अपने पाठ को लिखने के लिए करेंगे।

अब बाईं ओर पट्टी पर, टेक्स्ट ऑब्जेक्ट टैब बनाएं और संपादित करें पर क्लिक करें। टेक्स्ट को " HELLO WORLD " टाइप करें और इसे नीचे दिखाए गए अनुसार वर्ग के शीर्ष दाएं कोने पर स्थित करें।

टेक्स्ट पर क्लिक करें और अपनी पसंद का फ़ॉन्ट स्टाइल चुनें। लागू करें और पास पर क्लिक करें।

अब रास्ते पर क्लिक करें और "चयन वस्तु पथ के लिए "

आपका पाठ अब G-CODE के रूप में सहेजने के लिए तैयार है। फ़ाइल पर क्लिक करें -> के रूप में सहेजें और फिर "हैलो दुनिया" के रूप में फ़ाइल का नाम लिखें

फ़ाइल प्रकार को "मेकरबॉट यूनिकॉन जी-कोड" में बदलें जैसा कि नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है। यह केवल तभी दिखाई देगा जब ऐड-ऑन इंस्टॉलेशन सफल रहा। अंत में सेव पर क्लिक करें और पॉप-अप विंडो पर ओके पर क्लिक करें।

आपने एक जी-कोड उत्पन्न किया है और इसे पिछली प्रक्रियाओं का उपयोग करके प्लॉट किया जा सकता है।

GRBL नियंत्रक:

एक बार जब आप इंकस्केप का उपयोग करके जी-कोड उत्पन्न करने में कामयाब हो जाते हैं, तो यह सुनिश्चित करने के लिए जी-कोड देखना आवश्यक हो सकता है कि यह ड्राइंग सीमा के भीतर है।

ड्राइंग सीमा Arduino सीएनसी कोड में स्थापित कर रहे हैं कि नीचे दिखाया गया लाइनों में:

GRBL नियंत्रक में ऊपर दिखाए गए चित्र को उन सीमाओं से परे नहीं जाना चाहिए जैसा कि ऊपर दिए गए सीएनसी Arduino कोड में दिखाया गया है । यदि यह एक्स-अक्ष के नकारात्मक पक्ष की ओर उदाहरण के लिए उन सीमाओं से परे जाता है, तो नकारात्मक पक्ष पर उस हिस्से को प्लॉट नहीं किया जाएगा।

इस उदाहरण में x और y मान 0 मिमी से 40 मिमी तक हैं।

चूंकि मैं प्रिंटर भागों का उपयोग कर रहा हूं जो एक बड़े क्षेत्र पर साजिश कर सकता है, इसलिए मैं अधिकतम मान 40 मिमी से 60 मिमी तक बदल देता हूं।

जब भी आप इंकस्केप का उपयोग करके एक जी-कोड उत्पन्न करते हैं, तो आप पहले जीआरबीएल कार्यक्रम में उस जी-कोड को देख सकते हैं कि क्या यह उन सीमाओं के भीतर है। यदि आपके भीतर नहीं है, तो आपको इंकस्केप में अपनी छवि का आकार बदलने की आवश्यकता है जब तक कि यह आपकी सीमा के भीतर न हो।

तो यह घर पर Arduino uno का उपयोग करके सीएनसी प्लॉटर मशीन बनाने की सबसे सस्ती और सरल विधि है । इसे आज़माएं और हमें टिप्पणियों में बताएं नीचे दिए गए वीडियो को भी देखें।