Mechatronics Exercises

Workspace Navigation

CNC-Piirturi

Jäsenet:

Mikko Ojanen

Markus Rumjantsev 

Projekti: 


Projekti koostuu pääosin kolmesta askelmoottorista ja akseleistajotka muodostavat XYZ-pöydän. Projektiin tarvittiin Arduinon lisäksi kolmea ohjelmistoa: Grbl, Inkscape ja Universal Gcode Sender. Piirturi yhdistetään arduinon kautta tietokoneeseenjosta voi Universal Gcode Senderillä ohjata askelmoottoreita ja piirtää kuvia annetun G-koodin perusteella. Inkscapella voidaan muokata mistä tahansa kuvasta ääriviivojen perusteella reitti piirturille ja tallentaa se G-koodi tiedostona. Lisäksi projektissa tehtiin kytkennät induktiivisille rajakytkimille, sekä hätäseis-napille.

Suunnitelma:

Alkusuunnitelmana oliettä saamme entuudestaan tuntemattoman laitteen toimimaan ja siitä rakennamme piirturin, jota voi ohjata manuaalisesti esimerkiksi joystickin tai puhelimen kautta. 

Aloitimme projektimme johtojen kytkemisellä ja ensimmäisen viikon jälkeen saimmekin jo moottorit liikkumaan.

Kuvassa näkyy ensimmäinen toimiva kytkentä.


Seuraavaksi kirjoitimme koodiajolla moottoreita voisi liikuttaa joystickin avulla. Koodi tuotti aluksi hieman hankaluuksiamutta saimme sen kuitenkin toimimaanTässä vaiheessa aikaa oli vielä runsaastijonka takia päätimme tutustua GRBL:n käyttöön 


  Kuvassa näkyy meidän joystick-viritelmä,
  joka myöhemmin todettiin turhaksi.


Asensimme GRBL:llää varten tarvittavat ohjelmat ja kooditjonka jälkeen huomasimmeettä joystick-ohjaus on turha ja poistettiin kyseinen toimintoSeuraavaksi tutustuimme askelmoottoreita ohjaavaan Universal GCode Sender-ohjelmaan ja säädettiin sen asetuksia. Saimme lähes ongelmattomasti ohjelman toimimaan ja pian projektimme piirsikin kuvia. Kuvien laatuun voi vaikuttaa huomattavasti muokkaamalla asetuksia Inkscapessa.


Kuvassa ensimmäinen piirrustus,                                                            Toinen piirros piirilevystä
jonka piirturi piirsi onnistuneesti G-koodin avulla.


Lopuksi vielä pyrittiin parantamaan piirturin koneturvallisuutta ja laitettiin jo olemassa olevat rajakytkimet ja hätäseis-painikkeen toimimaan. 

Osaluettelo:

Osat:Määrät:
Arduino Uno1
Geckodrive G201X3

Induktiiviset rajakytkimet

NBB1,5-8GM50-E2

3
Hätäseis-painike1
Askelmoottori L31RFD3
Virtalähde 30V1

Lisäksi johtoja, vastuksia ym. tarvikkeita.

Ohjelmat ja kytkennät:

Arduino IDE, Arduinon GRBL kirjasto

grblUpload.ino

            Käytetty koodi GRBL varten

Kytkentäkaavio

                                                              Kytkentäkaavio                                                                  Winding-kytkennän johdot tulevat askelmoottorilta,
                                                                                                                                                         Power GND ja 18 to 80VDC tulevat virtalähteeltä.

Universal GCode Sender näkymä

Inkscape


Yhteenveto:

Olemme tyytyväisiä lopputulokseensillä saimme projektimme piirtämään erilaisia kuviajoka olikin meidän päätavoitteemme.

Alkusuunnitelmassamme halusimme yhdistää puhelinohjauksen meidän projektiinmutta se jäi kokonaan puuttumaan, koska GRBL käyttää arduinon pinnejä ennalta määritetyssä konfiguraatiossa, johon emme olisi saaneet mahtumaan muita toimintoja. Lisäksi IOT-sovellus olisi turhasillä kaikki hoituu helpommin tai yhtä helposti Universal GCode Sender -ohjelman avulla.

Parannusideoita:
  • Kotelo ohjaimille ja kytkennöille jäähdytyksen kanssa. 
  • Kytkentöjen siistiminen
  • Universal GCode Sender -ohjelman toimintoihin parempi tutustuminen. Esimerkiksi rajakytkimien ja kotiutumistoiminnon säätö.
  • Tehokkaampi virtalähde.
Mitä tekisimme toisin?

Projektimme ideana oli rakentaa CNC-piirturi, sillä se, että piirturi saa koodin avulla piirrettyä kuvan paperille tuntui kiinnostavalta idealta. Se myös soveltuisi erinomaisesti loppusirkukseen. Kuitenkin jos nyt saisimme tehdä työn uudestaanluultavasti aloittaisimme siitäettä tilaisimme laserinjonka asentaisimme kynäpidikkeen tilalle ja tekisimme laserleikkurinsillä se olisi luultavasti käytännöllisempi kuin piirturi. Lisäksi kytkennät olisi voinut tehdä paremmin, ettei johtoja irtoa laitetta siirrettäessä.


Projektissa käytetyt lähteet:


https://www.instructables.com/id/How-to-Installuse-GRBL-With-Your-Cnc-Machine/


https://github.com/gnea/grbl/releases


https://www.geckodrive.com/g201x-digital-step-drive.html


https://winder.github.io/ugs_website/#universal-gcode-sender


https://www.norwegiancreations.com/2015/08/an-intro-to-g-code-and-how-to-generate-it-using-inkscape/


http://www.farnell.com/datasheets/1803942.pdf?_ga=2.193053613.1083263867.1583837339-2125792464.1583837339


  • No labels
  File Modified
JPEG File cnc-piirturi.jpg Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
JPEG File gecko.jpg Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
JPEG File gecko2.jpg Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
File grblUpload.ino Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
JPEG File IMG_20200401_181727.jpg Apr 01, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File inkscape_gkoodi.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
JPEG File joystick.jpeg Mar 31, 2020 by Markus Rumjantsev
PNG File joystick1.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File joystick2.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File joystick3.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File joystick4.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File kytkennät.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
PNG File kytkennät1.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen
JPEG File piirturi.jpg Mar 31, 2020 by Markus Rumjantsev
JPEG File testipiirrustus.jpg Mar 31, 2020 by Markus Rumjantsev
PNG File ugs_kuva.png Mar 31, 2020 by Mikko Ojanen