自制基于28byj-48步进电机的绘图机、雕刻机

自制基于28byj-48步进电机的绘图机、雕刻机

导语：

   最近闲来无事，刚好手头有几个闲置的28byj-48步进电机，计划完全利用3D打印机制作一台三维的绘图机、雕刻机。所谓的“完全”实际则不然，整个3D打印的框架还是需要螺丝来组装，但是导轨、滑轮等部件完全摒弃合金件，做到拥有3D打印机就能制作一台廉价但功能不简单的小型绘图机+小型雕刻机。

一、项目涉及的硬件设备

   本项目拟采用的硬件设备非常简单，主要包括主控板Arduino NANO、NANO扩展板、ULN2003驱动板、28BYJ-48步进电机、M3、M4螺丝若干，杜邦线若干，其他部件全部3D打印，几乎零门槛。只要有一台3D打印机，这个项目就可以顺利完成。当然，还需要一台PC机进行指令发送。话不多说，先把本次涉及的硬件展示下，成本共计约80元。

1、Arduino NANO+扩展板（1块）

2、ULN2003+28byj-48 （4套）

3、M3、M4螺丝（若干）

4、杜邦线（若干）

二、项目涉及的几个问题
1、驱动程序
   该项目运用的程序实际上是3D打印机的控制程序，即GRBL1.1F版本的程序。但区别在于，本次驱动器型号是ULN2003，步进电机型号是28BYJ-48，而非传统的3D打印机所使用的A4988驱动器，以及42步进电机。不过还好，有前辈已经将GBRL的程序做了适配，完美适用于28BYJ-48步进电机。同时，该绘图机由Z轴的步进电机进行落笔、抬笔的控制，非传统伺服拉线的模式。这样做，主要是因为伺服局限性较大，三轴滑台增强了趣味性，方便后续加装激光器，进行上下调焦。当时，如果手头有一个3D打印笔，那一台3D打印机就应运而生。
2、X轴、Y轴滑台
话不多说，看图



3、Z轴打印笔
先装弹簧，再装普通圆柱笔芯，螺丝固定。通过控制Z轴上下移动实现落笔、抬笔。预留的四个孔为安装激光头，实现激光雕刻。


三、框架及各部件设计
1、X轴滑轨

2、Y轴滑轨（框架集成）

3、框架横撑

4、步进电机盖板

5、步进电机固定板

6、导轨滑轮

7、Z轴滑轨（集成绘图笔筒）

8、绘图笔帽

9、步进电机驱动齿轮

10、绘图纸床

11、Z轴电机固定板

四、各部件装配
1、Y轴及框架装配

2、Y轴运动效果


3、X轴装配图
4、X轴运动效果图

5、Z轴装配

6、Z轴运动效果图
7、整体拆装效果图

8、三轴运动模拟
五、图纸下载

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六、硬件组装过程

历时两天的3D打印，所有配件已经打印完毕，下面看硬件组装过程。

录制视频还属于个体力活，喜欢的老铁请关注、评论，分享给更多感兴趣的网友，谢谢！

七、接线及程序上传

1、硬件改造

Nano扩展板焊接排针，扩展A0、A1、A2、A3接线引脚。

2、调整步进电机线序

3、按照如下方式连接ULN2003与Arduino

X轴：

ULN2003 -> Arduino Nano

In1 -> 2

In2 -> 3

In3 -> 4-

In4 -> 5

Y轴左电机驱动： Y轴右电机驱动：

In1 -> A0 In1 -> A3

In2 -> A1 In2 -> A2

In3 -> A2 In3 -> A1

In4 -> A3 In4 -> A0

Z轴：

In1 -> 8

In2 -> 9

In3 ->12

In4 ->13

4、GRBL程序上传

grbl.zip (163.21 KB, 下载次数: 1)

3 天前 上传

点击文件名下载附件

5、程序初始化（设置参数）

byj28-48绘图机初始化.zip (596 Bytes, 下载次数: 1)

3 天前 上传

点击文件名下载附件

6、inkscape制作绘图路径文件

链接：https://pan.baidu.com/s/1o5Eo5I877cXr_gNQ3rHxmw

提取码：pch3

7、过程演示

八、最终效果

（绘图机篇结束，后续加装激光雕刻模块）

小军军 发表于 2021-11-26 13:37
真的非常感谢这样的帖子，真心感谢！在论坛学到了很多，然后期待您的更新。 ...

此类兴趣还是偏小众

真的非常感谢这样的帖子，真心感谢！在论坛学到了很多，然后期待您的更新。

太棒了，在创意智造中，机械结构的学习绝对不能少

heiro 发表于 2021-11-20 23:51
好棒的创意

感谢您的支持！

好棒的创意

期待更新