Песочница: CNC Shield v3.0 - Железо

Подписаться на 3Dtoday
xedos
Идет загрузка
Загрузка
14.02.16
77899
36
RepRap
41
Добрый день уважаемые читатели!

В данной статье мне хотелось бы рассмотреть неплохой вариант железа для создания CNC машин для домашнего использования.
Как говориться дешево и сердито!

Дамы и господа!
Разрешите представить Вам – «CNC Shield v3.0 для Arduino UNO», который с легкостью можно найти у Алика по разумной цене.

Arduino UNO (аналог) – 250 руб.
CNC Shield v3.0 – 250 руб.
Драйверы A4988 – 75 руб. / шт.
0.jpg
Плата расширения CNC Shield v3.0 для Arduino UNO создана, что бы на её основе можно создать CNC машины (ЧПУ станки):
  • 3D принтер (необходимо реле для нагрева хотэнда и стола);
  • Гравировальный роутер;
  • Фрезерный роутер;
  • Лазерный роутер.
Схема
2.jpg
Плата расширения может работать с драйверами двигателей A4988 или DRV8825 при помощи прошивки GRBL.

Характеристики платы:
  • Модель - CNC Shield version 3.0;
  • Размер - Arduino UNO и другие совместимые платы;
  • Количество осей - 4 (X, Y, Z, A);
  • Напряжение питания логической части - 5 В;
  • Напряжение питания силовой части - 12 – 36 В;
  • Драйверы - A4988 или DRV8825 и другие;
  • Интерфейсы - UART, I2C;
  • Прошивка - Arduino GRBL;
  • Размеры - 65 х 55 х 20 мм;
  • Вес - 32 г.
Для работы CNC Shield необходимо:
  • Вставить драйверы в желтые слоты. Драйверы A4988 или DRV8825 вставляются по разному будьте ВНИМАТЕЛЬНЫ!!!
  • Настроить токи двигателей, согласно токам шаговых двигателей (регулятор на драйвере и вольтметр);
  • Установить перемычки, которые входят в комплект поставки, в красные контакты М0, М1, М2, для определения режима работы драйвера согласно таблицы;
  • Подключить к USB ПК и залить прошивку GRBL.
4.jpg
8.png

CNC Shield имеет четыре слота, для подключения четырех драйверов двигателей. Слоты, обозначенные желтым цветом, отвечают за оси X, Y, Z, красный слот за ось A.
1.JPG
Ось A может дублировать одну из осей X, Y, Z с помощью дополнительного двигателя и драйвера. То есть входной сигнал приходит одинаковый, а драйверы и шаговые двигатели разные, но двигаются одинаково.

У RAMPS устроено иначе (например ось Z), у него один драйвер и две пары контактов. Драйвер один, мотора два.

Например ось A может быть использована для двигателя экструдера в случае 3D-принтера.

Для настройки дублирования осей X, Y, Z на плате есть контакты, обозначенные X, Y, Z, D12, D13, которые необходимо замкнуть перемычками из комплекта.
5.png
Колодка D12 замыкается для управления шагом.
Колодка D13 замыкается для управления направлением вращения.

Направление вращение двигателя меняется путем смены контактов двигателя или изменение маски в прошивки.
Меняются местами контакты B- и B+.

На плате CNC Shield есть контакты для подключения:
  • Аварийной кнопки остановки (E-STOP);
  • Кнопка паузы (Hold);
  • Кнопка продолжения (Resume);
  • Кнопка возвращения на исходную позицию (Abort);
  • Включения шпинделя (SpnEn);
  • Направления шпинделя (SpnDir);
  • Включения подачи охлаждения (CoolEn);
  • Концевики (X+ X- Y+ Y- Z+ Z-).
6.jpg
Как это работает?

Мы заливаем в Arduino готовую прошивку (GRBL), как есть. В ней ничего менять не надо. Все настройки производятся в консоли ПО (Universal-G-Code-Sender).

Прошивка (GRBL) внутри контролера обменивается информацией с ПК при помощи G-кодов.
ПК из программы управления (Universal-G-Code-Sender) , через USB порт ПК посылает на COM порт ARDUINO строчки с GCODE формата G91 G1 X10 Y10 F3000. Шаговые двигатели вращаются.

Схема подключения Arduino UNO
9.jpg
10.jpg
Использование портов Arduino UNO
3.png
Выводы:

Если рассматривать сборку 3D принтера, то данное железо конечно не может тягаться с RAMPS+MEGA2560. Построить 3D принтер на этой связке можно, но как Вы уже догадались, есть ряд ограничений. Надо как-то отдельно колхозить нагрев хотэнда и стола. В этом вопросе скорее всего помогут реле или другие изыски.

Если рассматривать сборку других CNC машин, то данная связка хорошо себя позиционирует, так как есть все необходимое.

В следующей статье мы будет прошивать железо и обозревать настройку и возможности прошивки GRBL.

Благодарю Вас за внимание, продолжение следует …
Подписаться на 3Dtoday
41
Комментарии к статье

Комментарии

14 Фев 18:08
4
Реле на хотэнд, боюсь, плохая идея. Есть большие сомнения, что в режиме bang-bang будет приемлемая точность температуры. Т.е., надо мосфет, ШИМ и ПИД, Далее, входов для терморезисторов тоже нет, или я плохо ищу?

В общем, не зря Руслан Nanoheart пилил.
14 Фев 18:13
0
входов для терморезисторов тоже нет
Вы правы в данной концепции их нет.
Также нет свободных портов, куда их можно подключить =)
Если только освободить неиспользуемые порты.
14 Фев 18:22
1
Ну, я так прикидываю, можно к A4 подпаяться, или переназначить другие А-входы, в прошивке Teacup это все отлично делается. Правда, придется делать обвязку для термистора, но ее не так много. Ну и мосфет тупо выносить на проводах. В общем, если дружить с паяльником, все достаточно несложно.

В целом же, конечно, чувствуется твердая ориентация на простой гравер, а не на принтер.
14 Фев 18:24
0
А как этим управлять? G-код штатными средставми посылать?
14 Фев 18:26
1
За GRBL ничего не скажу, но для Mega328 есть прошивка Teacup, она на принтер хорошо заточена, можно рулить репетир-хостом или пронтерфейсом.
14 Фев 18:34
1
Дополнительная информация будет в следующей статье:
+ Прошивка GBRL в Ардуину;
+ Обзор прошивки GBRL;
+ Настойка прошивки;
+ Обзор управляющей программы Universal-G-Code-Sender;

Этот G-CODE очень похож на RepRap, команды примерно такие же.

Прошу Вас набраться терпения ...
14 Фев 18:52
0
Как правильно настроить ток двигателя
Спасибо
14 Фев 19:00
0
Как правильно настроить ток двигателя
Вот тут все очень хорошо описано.
15 Фев 11:15
0
Насчет похожести.... Вообще-то Marlin вырос из GRBL. :)
Из управляющих программ мне больше GRBLControl нравится, z-щуп есть настраиваемый.
Почитать более подробно можно туд: http://www.shapeoko.com/wiki
14 Фев 20:09
1
Классная вещица для построения станка с чпу, для сверления печатных плат, именно этот сектор великолепно прикрывает.
15 Фев 09:14
0
Я вот кручу-верчу в руках эту штуку уже месяц, а понять, работает ли вся эта система с кинематикой H-Bot или СoreXY не могу...
15 Фев 11:38
1
Опять же, GRBL не щупал, а Teacup вот работает, есть там в конфигураторе отдельный переключатель Straight/CoreXY.
15 Фев 17:53
0
Работает, с соответствующим софтом.
15 Фев 11:51
0
кстати мой ЧПУ фрезер как раз на такой развязке и собран, и прошивке GRBL
15 Фев 14:20
0
У меня лазерный (китайчёнок) на похожей плате с GRBL работает...работает...
11 Авг 13:14
0
подскажите какой программой генерите g-code?
12 Авг 09:41
0
Онлайн easel.com
Офлайн арткам
12 Авг 13:14
0
спасибо за подсказки.
Это для вырезания, а если требуется 3д фрезеровка?
12 Авг 13:17
0
Это именно для фрезировки
17 Фев 14:20
0
а кто-нибуть на ramps'е grbl запускал? находил прошивку, но у меня она не пошла...

так же интересно узнать какие приемущества/фишки у grbl по сравнению с marlin (при использовании например в качестве 3д-фрезера)?
12 Авг 13:18
0
3д принтер собрал, сейчас собираю фрезерный станок.
GRBL очень простая прошивка. Ей не нужна мега и не нужен РАМПС.
Она умеет только 3 осями управлять, причем автономно она не умеет. Не поддерживает ни картридер ни экран...
Так что чую в дальнейшем фрезер перейдет на мегу с марлином.
Преимуществ мало. Не нужен рампс. Не нужна ардуина мега.
3 Мар 15:32
0
доброго дня, подскажите, есть желание совместить принтер и гравер в одном корпусе. можно ли это сделать? нужно монтировать две платы и прошивки, или все может работать на стандартной связке Ramps/Ardu? Благодарю за ответ.
3 Мар 19:21
0
Я бы не стал совмещать, так как каждый раз вам будет необходимо:
+ переподключать шаговые двигатели;
+ концевики;
+ перепрошивать прошивки (менять электронику);
+ менять стол (для жесткого закрепления заготовки);
+ менять голову (снимать экструдер и устанавливать гравер).

Я считаю проще, сделать 2 разных CNC с разными электрониками, механиками (кинематиками) и корпусами.
Устройство должно быть узкоспециализированное, так как миксер (MIX) по хорошего результата не доведет.

Если просто подурачиться, то и на Прусу-3 можно гравер поставить, но вряд ли, что-то качественное у вас получиться програверовать.
Заготовку надо крепить жестко, её может сорвать.
На нагревательный стол не получиться закрепиться, максимум на двусторонний скотч.
4 Мар 15:26
0
лазером нормально можно гравировать, а вот фрезером фрезеровать - нужна жесткость. (на чпу-фрезер можно поставить экструдер и печатать, наоборот - на 3дпринтер фрезу - нет)
4 Мар 16:03
0
Кстати, а разве такой шилд не хороший вариант для SLA/DLP-принтеров? Колхозить для контроля температуры ничего не надо, ведь нагревательных элементов нет.
Но принимать g-код с ПК под Windows - довольно плохая идея. Если же подключить к контроллеру Rasberry Pi c софтом NanoDLPто, как утверждают создатели этого софта, скорость передачи G-кода будет многократно выше из-за отсутствия windows и .net framework.
Я бы с удовольствием опробовал такой вариант, если бы был уверен, что смогу настроить связь Rasberry Pi c контроллером. Для этого наверняка придется править прошивку GRBL. Насколько это может быть сложно, если у меня нет навыков программирования?
5 Мар 19:05
0
скорость передачи G-кода будет многократно выше
Я разве есть у кого-то проблемы со скоростью?
Есть сомнения - поставте LinuxCNC на ПК.
6 Мар 11:14
0
У меня DLP-принтер. Софт к нему нужен специализированный, чтобы механика строго синхронизировалась с выводом изображения на проектор.
Увы, сейчас есть только две программы с достаточным набором функций: Creation Workshop и NanoDLP. Первый написан под windows/.net и очень плохо работает на слабом железе. Второй запускается только на Rasberry Pi.
16 Мар 16:38
0
В последней версии прошивки (0,9) поменяли местами Z_min и Spindel_On.
При подключении, так же необходимо поменять местами контакты.
4 Июл 15:50
0
Помогите с проблемой. Использовал CNC Shield и ардуино с прошивкой grbl ver 0.9, драйвера моторов DRV8825, шаговые моторы 57BYGH420. Пробовал 2-е программы управления GRBL controller и universal gcode sender.
И на все этом возникает проблема. Если отослать код вращения мотора оси Х, или нажать на кнопку в программе, то крутятся сразу 2 мотора и оси Х и оси Y.

Кто сталкивался с такой проблемой и как ее можно решить?
11 Авг 13:13
0
какой код отсылаете?
13 Окт 19:02
0
Проверь шилд на факт соплей припоя. Позвони контакты step. У меня похожая ситуация была. Сопля между step и dir
1 Дек 23:21
0
Добрый вечер. Не подскажете, что может быть причиной такого результат работы станка. Собран из:CNC shield, UNO, DRV8825, NEMA17 44SHD0001.
Спасибо
6.jpg
Снимок3.JPG
4.jpg
6 Дек 12:11
0
Что из себя внешне станок представляет? Может по поверхности на которой стоит скользит?
6 Дек 22:57
0
Станок простой.
Сборка2.jpg

Должно было нарисовать вот это
7.JPG

Получилось это:
viber image.jpg

Что не так пошло в этих местах?
А вот круги:
8.JPG

viber image2.jpg

Что это за выпуклости? Это не люфт. Движок в этих местах выполняет соответствующее движение.
22 Дек 08:47
0
Arduino питание отдельно ~12Ви Плата GRBL CNC Shield отдельно ~12В ???
26 Янв 18:20
0
А на сколько ампер можно подключать сюда блок питания? Какие ШД максимально мощные можно поставить? И можно ли управлять этой штукенцией просто через обычную программу для ардуино без GRBL и компьютера?

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Компания Aether начинает испытания бюджетных многофункциональных 3D-биопринтеров

Датчик автоуровня на основе датчика давления для Rostock

Мои взгляд на PLA HP Pure Bronze от U3print

Итальянские реставраторы восстанавливают наследие Пальмиры с помощью 3D-технологий

Российская компания Total Z предлагает ряд настольных и промышленных 3D-принтеров

Boeing урежет стоимость космических аппаратов за счет аддитивных технологий