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自制基于28byj-48步进电机的绘图机、雕刻机

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本帖最后由 justsoso_sl 于 2021-11-26 00:40 编辑

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)

nano.jpg 2、ULN2003+28byj-48 (4套)
Uln2003 28byj48-2.jpg
3、M3、M4螺丝(若干)
螺丝.jpg
4、杜邦线(若干)
O1CN01bHI0Q21Kw0cuBP857_!!2234671227.jpg
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
5.png
6.png
7.gif
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。
8.png
9.png
三、框架及各部件设计
1、X轴滑轨
10.png
2、Y轴滑轨(框架集成)
11.png
3、框架横撑
12.png
4、步进电机盖板
13.png
5、步进电机固定板
14.png
6、导轨滑轮
15.png
7、Z轴滑轨(集成绘图笔筒)
16.png
8、绘图笔帽
17.png
9、步进电机驱动齿轮
18.png
10、绘图纸床
19.png
11、Z轴电机固定板
20.png
四、各部件装配
1、Y轴及框架装配

21.png
2、Y轴运动效果
22.gif

3、X轴装配图 ThuNovember-202111112341..png
4、X轴运动效果图
n92c0-g9kpz.gif
5、Z轴装配
ThuNovember-202111116651..png
6、Z轴运动效果图
9go4c-nlq92.gif 7、整体拆装效果图
8、三轴运动模拟
jimk8-fsl98.gif 五、图纸下载
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复

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。
FriNovember-202111262298..png
2、调整步进电机线序
FriNovember-202111261806..png
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)
(绘图机篇结束,后续加装激光雕刻模块)












justsoso_sl  初级技师
 楼主|

发表于 3 天前

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
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小军军  初级技师

发表于 3 天前

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。
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dt  高级技师

发表于 6 天前

太棒了,在创意智造中,机械结构的学习绝对不能少
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justsoso_sl  初级技师
 楼主|

发表于 7 天前


感谢您的支持!
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heiro  学徒

发表于 2021-11-20 23:51:02

好棒的创意
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KIKI  管理员

发表于 2021-11-11 10:20:04

期待更新
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