CNC. Сделано из мусора

Канадцы производят 725 тонн электронных отходов в год. После просмотра всей выброшенной электроники в моей школе, я захотел создать машину ЧПУ полностью из мусора. Ни один Arduino не был использован для запуска машины. Никакие драйвера не были куплены для управления степперами. Единственное были действительно использованы новые припой, клей, и лента.  Конечным результатом является три оси с ЧПУ, которые могут рисовать фигуры на доске. ЧПУ имеет 1,5 дюйма хода во всех направлениях. ЧПУ отнюдь не высокого качества.

Блок-схема

Но цель разработки состояла в том, чтобы использовать б/у устройства. Самая трудная часть в  создании ЧПУ разработать моторизованную линейную систему скольжения. Удобно то, что все это уже содержится в дисководе компакт-дисков. Специфическая часть, которую мы снимаем с компакт-диска называется "Салазки". Салазки это компонент, который содержит линейный исполнительный механизм. Часть салазок, которая перемещается вверх и вниз, называется "лоток". Тип двигателя, который приводит в движение салазки-  шаговый двигатель. Понадобится драйвер управления шаговым двигателем, который успешно снимаем из старых флоппи-дисков. Компьютер, используемый в этом проекте, не должен быть высокого качества. Я использовал "пень 3" 256 МБ оперативной памяти и с портом DB-25 (работает с Windows XP). Понадобиться Mach3 (и Lazycam, который поставляется с установленным Mach3), мы можем преобразовать файл CAD в GCode. GCode является типом файла, который используется большинством программного обеспечения ЧПУ.

Поэтому в основном будет нужно ...

Программное обеспечение ЧПУ (Mach3) на Windows XP компьютер ->

Контроллер двигателя взяты из дисковода ->

Линейный привод взят из CD Drive ->

Список деталей

Три CD диска

Три флоппи-дисковода

Один блок питания

Один маркер

плата PCB (на которой CNC будет рисовать)

Гайки и болты

Лист фанеры или ДСП

Электрическая лента

Припой

Горячий клей

Макетная плата

провод (использовал размер, близкий к 18 AWG)

Проверитм драйвер шагового мотора внутри дисковода.  Во-первых, нужно сорвать крышку с флоппи-дисковода. Это позволяет увидеть салазки флоппи-дисковода. Для управления дискеты, вам нужно манипулировать заголовоком "обратно". Дисковод гибких дисков имеет много контактов для заголовка "обратно". Нам нужны только  три из них.

Drive_Set_B (pin12) контактный поворачивает шаговый двигатель. Включение Pin производится подключением его к земле. 

Контакт "направление" (Pin18), контролирует направление. 0 для обратного, 1 для прямого хода. Мы хотим, чтобы двигатель двигался вперед. Таким образом, подключаем Pin18 к земле.

Подключите дисковод к источнику питания.

Pin (Pin20) посылает один импульс на шаговый двигатель каждый раз, когда его вызвали. Вы можете вызвать Pin20 подключив его к земле. Я использовал отвертку, чтобы выполнить эту задачу.

Проверьте дисковод гибких дисков:

Включите питание на лоток дисковода, должен переместиться в позицию по умолчанию.

Каждый раз, когда вы запускаете Pin20, лоток дисковода гибких дисков должен двигаться немного вперед.

Лоток дисковода будет продолжать двигаться вперед, пока он не достигнет ограничителя. Вы можете перемещать лоток в другую сторону путем отключения Pin18.

Салазки дисковода имеют ход только 0,5 дюйма. Нам понадобится немного больше для наших станков  ЧПУ. Таким образом, мы будем использовать CD привод .

Мы будем стараться контролировать дисковод гибких дисков с параллельным портом компьютера.  Нужно убедиться, что параллельный порт работает правильно. Используя ПО Parmon, мы можем переместить флоппи-салазки вверх и вниз.

·                     Подключите дисковод гибких дисков к параллельному порту.

·                     Подключите pin12 на землю.

·                     Подключите Pin18 к параллельному порту PIN2

·                     Подключите Pin20 к параллельному порту pin3

Загрузите вашу машину и запустите Parmon.

При подключении pin3, он  должен привести в действие двигатель. Подключеный PIN2 должен изменить направление.

Все, что нам нужно от привода компакт-дисков это салазки. Салазки компонент, который содержит линейный привод и корпус. Удаляем все  за исключением салазок. Нам понадобятся три для нашего устройства.

Вот они легкие и достаточно прочные салазки

Я приложил первую часть  к подвижному блоку другой части. Прикрепляются куском металла. Часть должна иметь возможность двигаться вверх и вниз. Присоединил L-скобки к нижней части второго блока.  L-брекеты закреплены на листе  древесины. В этот момент вторая часть должна иметь возможность перемещаться вверх и вниз, в то время как первая фиксируется на месте.

Аналогично закрепляем третью часть. Теперь машина имеет три оси.

Двигатели внутри салазок CD - шаговые двигатели. Для запуска шаговых двигателей нам нужны драйверы шаговых двигателей. Зачистите дисководы внизу  печатной платы. Вы можете отрезать провода, которые соединяют дисковод гибких дисков с двигателями. ОДНАКО, не режут провода, которые соединяют дисковод и концевой выключатель. Его мы будем использовать для нашего станка. Важно, чтобы не потеряли или не повредили его.

Закрепите флоппи к основанию,  горячим клеем.

Установите источник питания и подключите соответствующие кабели питания для гибких дисков. Я завязал кабели БП  лентой.

Вам необходимо подключить каждый из шаговых двигателей к соответствующим контактам на гибком диске. Найдите  четыре контакта на флоппи-дисководе, которые были подключены к шаговым двигателем. Нам нужно соединить эти контакты с шаговым двигателем дисковода. Есть двадцать четыре возможные комбинации для подключения дисковода компакт-дисков в дисковод. Восемь из этих комбинаций будут работать. Я использовал метод проб и ошибок, чтобы подключить шаговый двигатель на флоппи-дисковод. Припаял  четыре провода к шаговым двигателям и четыре провода к дисководу. Подключаем дисковод к источнику питания и включаем. Если система правильно подключена, дисковод компакт-дисков будет двигаться. Если система неправильно подключена, двигатель остановится. После того, как выяснил правильный способ подключения каждый дисковод гибких дисков, я сделал соединения постоянными. Для увеличения долговечности и защиты от вибрации, точки пайки обработаем горячим клеем.

Кликаем на изображении для просмотра анимации swf

Убедитесь, что флоппи-диски подключены к источнику питания. При включении питания все оси должны двигаться.

Кликаем на изображении для просмотра анимации swf

Каждый дисковод имеет концевой выключатель, прикрепленный к печатной плате. Когда он срабатывает, дисковод гибких дисков выключает двигатель. Концевой выключатель срабатывает, когда объект вставляется в зазор коммутатора. Нам необходимо смонтировать каждый концевой выключатель на соответствующей оси ЧПУ. Когда ЧПУ включен, каждый линейный привод перемещается в определенном положении. Выключатель должен быть установлен на боковой стороне салазок, чтобы не мешать перемещению. Выключатель должен срабатывать, когда лоток достигнет конца салазок. Горячим клеем приклеен каждый концевой выключатель к оси. 

Соедините флоппи-дисководы и параллельный порт, как показано на рисунке.

Станки с ЧПУ нуждается в опорной плите (станина). Любой жесткий кусок материала, который составляет примерно 4 "x6" сгодится. Я использовал кусочек печатной платы. Вырезал по размеру и смонтировал плату к X оси машины.

Используйте эту ссылку, чтобы установить демо-версию Mach3 на компьютере Windows XP.

Откройте Mach3 и перейдите на вкладку Port. Измените настройки двигателя, как показано. Нам необходимо калибровать двигатели, это означает, что Mach3 проинформирует сколько шагов требуется, чтобы переместить каждую ось на один дюйм. Мы можем сделать это на странице настроек. Нажмите на инструмент калибровки оси и следуйте данной инструкции.

 Кликаем на изображении для просмотра анимации swf

Теперь нам нужно сделать компонент, который будет держать наш маркер. Этот компонент необходимо подключить с маркером к лотку оси х. Есть много простых способов. Не стесняйтесь работать творчески. Закрепляйте хоть проволокой.

Прилагаю все необходимые файлы САПР для реализации.

 penHolder.ipt

 penHolder.dwg

Кликаем на изображении для просмотра анимации swf

Приложил также несколько примеров GCode для тестирования с ЧПУ. Скачайте GCode на ваш компьютер. Для первого теста, рекомендую использовать circle.tap. Загрузите  код в Mach3. Вставьте маркер в держатель пера. Нажмите кнопку "Выполнить" и убедитесь, что круг нарисован правильно. Поздравляем, вы успешно построили ЧПУ. Найдите минутку, чтобы проверить ЧПУ с другими файлами примеров. Также вы можете использовать стрелки и страницы вверх / вниз, чтобы переместить ЧПУ.

На следующем этапе, я покажу вам, как сделать свой GCode.

 circle2.tap

 star2.tap

 square5.tap

 h9.tap

Будем использовать Autodesk Inventor для этого процесса.

Создайте новый эскиз в Autodesk Inventor.

Нарисуйте чего нибудь.

Щелкните правой кнопкой мыши на лицо эскиза, который вы хотели нарисовать ЧПУ

Нажмите Экспорт в

Сохранить файл как .DXF

Transer файл .dxf к вашей машине WindowsXP.

Откройте файл в LazyCAM. (LazyCAM установлен в Mach3)

Убедитесь, что файл выглядит правильно, а затем экспортируйте файл как GCode.

Программное обеспечение LazyCAM создаст .TAP файл. Этот тип файла является формой GCode, которые вы можете загрузить в Mach3.

Запустите файл GCode в Mach3 и смотрите как рисуется ваше творение

В настоящее время, я превращаю мой CNC сделанный из мусора в 3D-принтер.