Волшебные руки
Мастер-классы, инструкции, полезные советы, рецепты.

Плоттер из старых принтеров на основе Arduino

6

Advertisement



Доброе утро, день, ночь. У кого как. И снова я, как старый барахольщик, буду делать что-то интересное из старого барахла. Сегодня под разделку пойдут старые принтеры. А делать из них мы будем плоттер. Из данного плоттер, при замене рабочего инструмента, можно сделать и лазерный гравер. Принтеры лучше всего брать постарше. Чем древнее, тем лучше. Мозгом плоттера будет, как всегда, самая из доступных плат – Arduino Uno. Поверх мы будем ставить CNC Shield v3. Собираем инструменты и прочее необходимое:
— Arduino Uno (можно и другую версия платы, только тогда и CNC Shield подбирайте под Arduino)
— CNC Shield v3 (если буде отличная от Uno плата – шит соответственно другой)
— Драйвера шаговых двигателей A4988
— Сервопривод SG90
— Стабилизатор напряжения на 5В 7805
— Блок питания на 12В
— Лист фанеры 3 мм.
— Лист фанеры 6 или 10 мм (можно взять другой, достаточно жёсткий листовой материал)
— Старые принтеры
— Гайка соединительная M5-10
— Шпилька строительная 5 мм
— Подшипники с внутренним диаметром 5 мм.
— Сверла по дереву 5, 6, 7, 8, 16 мм
— Метчик М5
— Электролобзик
— Паяльник, припой, канифоль, флюс и прочее для пайки
— Провода

Шаг 1 Выбор принтеров.
Для начал нам необходимы старые принтеры. Главная особенность старых принтеров – наличие шаговых двигателей в них. В принтерах посовременнее уже ставят обычные коллекторные моторчики, а положение отслеживают оптопарой по ленте с нанесенным на нее полосками. Как я уже говорил, чем старше тем лучше. В виду своего возраста, в рядах принтеров под утилизацию можно встретить лазерные МФУ Xerox 4118 и Xerox M15

Из таких можно достать направляющие полированные валы. Нам их надо 4. Чем длиннее, тем больше площадь обрабатываемой поверхности мы получим. И шаговые двигатели там тоже имеются. Среди струйных тоже можно найти достойных доноров, например, Canon BJC-1000

В нем также имеются и направляющие и шаговые двигатели. Круто будет если вместе с направляющими вам будут попадаться и подшипники скольжения к ним. Принтеры, ровесники HP 3745 и подобных, уже имеют внутри коллекторные двигатели, а не шаговые. Хотя, по современным меркам, это уже старье, но они нам не подойдут. Кроме того, из них крайне сложно извлечь направляющие, из-за того, что на них надевают резиновые ролики. При снятие этих роликов, на валах часто остаются следы от них, которые будут мешать свободному движению по ним.

В общем, ищем дряхлые принтеры и вынимаем из них все что можно.

Шаг 2 Собираем корпус.
Для корпуса нам понадобиться листовой материал достаточной жесткости, например, фанера толщиной от 6 мм. У меня такой не было под руками, поэтому я буду использовать OSB панель толщиной 12 мм. Не самый лучший материал для этого, но и с ним можно сделать такой плоттер. У нас будет две оси. Ось X для перемещения кареты с пишущим инструментом. Ось Y для перемещения оси X. Для начала необходимо определиться с размерами нашего плоттера. Размеры зависят от направляющих (или полированных валов), которые вы вытащили из принтеров. Нам нужно добыть 4 направляющие. По две на одну ось. Если они разной толщины, те, что толще берем на ось Y, потоньше на ось X. Размеры высчитываем следующим образом:
Длина станка = (длина направляющие для оси Y) – 2 х (толщина материала) + 100 мм
Ширина станка = (длина направляющие для оси X) — 2 х (толщина материала)

В моем случае получаем:
Длина станка = 290 – 2 х 12 + 100 = 366 мм
Ширина станка = 260 – 2 х 6 = 248 мм
Начнем делать основу для оси Y. Для нее нам понадобиться 5 прямоугольников. Если ваши направляющие отличаются, размеры надо пересчитать. Вырезаем три прямоугольника размерами 248 мм х 60 мм. Еще два 266 мм х 20 мм.

Берем два больших прямоугольника. Сверлить в них отверстия будет лучше, если их предварительно соединить между собой. Они должны быть одинаковые. Для начала вымеряем середины по короткой стороне и проводим продольную линию. Затем отступаем по линии от краев по 20 мм и сверлим там отверстия диаметром ваших направляющих для оси Y. У меня это 8 мм. Находим середину на линии и сверли отверстие диаметром 16 мм для подшипника. Должно получиться следующее:

Собираем как показано на фото. Внутренние прямоугольники должны быть на расстоянии 40 мм от краев. Не забываем про треугольники по углам, для придания жесткости нашей конструкции.

Красим по желанию. У меня как раз осталась немного краски в баллончике.

Теперь собираем Ось X. Для нее нам понадобятся 4 прямоугольника. Два размерами 60 мм х 180 мм, и два 248 мм х 30 мм. Их лучше вырезать из материала потоньше, чтобы были легче. Теперь насчет подшипников для направляющих. В идеале их стоит купить, выбрав под толщину направляющих. Если оби будут в принтерах вместе с направляющими, тоже хорошо. На крайний случай, можно сделать, как я. Взять соединительные гайки соответствующего диаметра и сверлом срезать внутри резьбу. Сделав из некое подобие подшипника. Вариант кустарный, но мною проверен на практике, люфт совсем небольшой, практически не заметен, но направляющие необходимо будет смазать. Должно получиться нечто подобное:

Переходим к шаговым двигателям. Вынимает их из принтеров. Ищем в интернете документацию на них, чтобы узнать тип двигателя и количество шагов на оборот. В мое принтере попался такой

Второй очень похож, но у первого 48 шаговоборот, а у второго 96 шагов оборот. Позже мы их будем сравняем, используя микрошаг. Теперь необходимо соединить выходной вал двигателя и строительную шпильку, которая будет двигать оси. Для этого нам понадобиться Чупа-Чупс. Только большой. Съедаем чупс, а палочку оставляет. Внутренний диаметр палочки отлично подходит для выходного вала. А снаружи мы, используя метчик М5, нарезаем резьбу.

Отрезаем кусочек с резьбой, диной примерно 15 мм. Надеваем его на выходной вала шагового двигателя:

Придерживая вал плоскогубцами, накручиваем соединительную гайка на вал. Палочка пластиковая, поэтому гайка накручивается достаточно плотно и не будет откручивать.

Крепим шаговый на плоттере.

Advertisement

Накручиваем на него шпильку, на шпильке должна быть накручена еще одна соединительная гайка, для крепления осей.

С другой стороны, вставляем подшипник, продеваем в него шпильку и фиксируем гайками

Совмещаем гайку и ось. Заливаем все термоклеем. Прочности клея достаточно, чтобы удержать оси.

Для оси X нужно сделать карету и к ней приклеить подшипники

Рабочий инструмент выглядит так

Шаг 3 Электрика.
В конце станка к низу прикручиваем прямоугольник из тонкой фанеры, размеров 248 мм х 100 мм. Это будет место под установку электрики. Прикручивает Arduino

Сверху ставим CNC Shield v3. Предварительно стоит выставить настройки для микрошаг. У меня один шаговый на 48 шоб, второй 96 шоб. Что сравнять их ставим
48 х 16 = 768
Для первого ставим микрошаг равный 16
96 х 8 =768
Для второго ставим микрошаг 8.
Затем сверху ставим драйвера шаговых двигателей и после этого весть CNC Shield ставим на Arduino.

С другой стороны, ставим блок питания на 12В.

Опускать и подымать рабочий инструмент будет сервопривод SG90. Крайне не рекомендую подавать на него 12 вольт. Поэтому ставим стабилизатор напряжения на 5В, в разрыв провода питания.

Arduino соединяется с компьютеров через провод USB. Лучше зафиксировать его, чтобы случайно не вырвать

В сборе все получается так:

Провода, идущие к оси X и рабочему инструменты, необходимо зафиксировать на корпусе

Шаг 4 Программные средства.
Для начала скачаем Arduino IDE, самую свежую версию с официального сайта проекта:
https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Плоттер будет работать на прошивке GRBL. Для того чтобы, он мог управлять сервоприводом, необходимо использвать специально подготовленую для этого прошивку. Скачать ее можно с сайта.

Прошивка распространяется в виде библиотеки для Arduino IDE. Поэтому скаченный архив надо перенести в папку «libraries». Затем запустив Arduino IDE, ищем в примерах grbl-servo-master. Открывает, выбираем плату Arduino UNO, выбираем com-порт к которому она подключена и нажимаем залить скетч.

Внимание! Если у вас должна быть установлена только одна библиотека GRBL. Если их будет несколько, компиляция и заливка пройдет успешно, но работать как надо плоттер не будет.

И осталась программа для отправки g-кода на плоттер.


Advertisement

Оставьте ответ