正因是梦,尤需真活。

三轴CNC改装写字机可能性验证

2022.10.31

我们原以为是毛坯房装修,做着做着发现是从砖开始砌,做到最后没想到居然是从烧砖开始。

大概是很久前就想把那台三轴CNC重新利用上,可是一直没有机会实现,一个人不是很有动力来完成,然后这次和wf的讨论,正好谈论到了关于写字机的DIY设计,三轴CNC重新进入我的视线。

图未来再加……

立项

我们需要一台自己的写字机来应对眼前的手写材料,例如课程设计(实际上到最后一天完成的时候已经是课程设计的最后一晚了,参数还没有时间调试,并没有投入实际生产——11.17),此项目就此立项,现成的框架也正好可以利用起来。

设计

框架

本框架尺寸340x380x270,机器行程240x170x65,两块台面尺寸加在一起280x160,理论去掉两块台面的行程应该是170+160=330mm,但是中间有其他零件干涉,并不能达到理论,只能达到290mm,此时XY行程为240x290,但是一张A4纸的尺寸为297x210mm,差的看上去是7mm,但是这就让后期格式设计上了些难度,但这也是目前的最佳方案了。

传动是步进电机加丝杆,比起皮带传动,丝杆更加稳定,但是速度就要略显一筹,运行时笔非常稳定。

步进电机

我们采用的是42步进电机,没有任何选用理由,单纯是因为框架上预留的空位只能装上42步进电机。

一开始我们认为是步进电机损坏,于是重新自己写了一个程序,分别在esp8266和arduino上,不幸的是,arduino写不进去,esp8266直接爆炸了一块电容,火光四射,烟雾缭绕,谁看了不说这是过年放烟花呢。于是我放弃了自己写程序自己验证步进电机好坏的想法,直接买新的。

买步进电机的时候我和wf还去了一趟苏州的机电市场,从观前旁边那个到虎丘区的,就是没有,白跑一趟,最后还是打算淘宝买。

新的步进电机一到,插上去,还是没有反应,好,排除步进电机问题。

驱动

驱动选用最便宜的A4988驱动,我一度以为是驱动坏了,前前后后使用了进二十块驱动,就算再便宜再劣质也总得有一个成功吧,结果到最后,一块也没驱动成功,遂排除驱动问题。

主控板

市面上包括我手头的电路部分都是CH340加上328p芯片,这块芯片十分常用,甚至当时机械狗实验课上主控板用的都是这个芯片,刷写grbl的固件,但是知道最后我都没在哪怕一块328p芯片上成功使用刷写并使用成功。买了一块新的还给退了。

就此我们排除了步进电机的驱动和步进电机,只有主控板问题没有排除,没有办法只能买新的。

最后我们选用了一块esp32芯片,商家帮我们刷写好固件才成功使用。

底座

原先底座太大,占用了宝贵的本就不多的行程,而且还凹凸不平,不适合写字,所以我们直接使用我们学校的实验室,激光切割了一块300*220的亚克力板,两块,其中一块开了孔,用来填入磁铁固定纸。

夹笔

我们当时实在是没有时间去忙活3D打印的事情了,于是直接使用热熔胶固定,事实证明,很牢。

组合

在底座的固定上我们选用了最朴实无华的502胶固定,用来写字时绰绰有余。

就此,整个写字机的设计初步完成,你别说简不简陋,可靠性怎么样,你就说能不能用吧。

上位机

我想了想我们并没有时间和水平去写一个上位机,于是直接买,能用钱解决的事情就不算是问题。

总花费

项目 💴 备注
框架 0¥ 运费不是我掏的
步进电机 60¥ 没用上
驱动 35¥ 没用上
主控板 90¥
底座 0¥ 学校提供的
夹笔 0¥ 热熔胶
上位机 17¥ 租用一个月
总计 202¥ 血赚

总结

综上,除了时间跨越三个礼拜,在金钱上还是很赚的,但是我们确实没想到有这么复杂,心累,还好最后做完了,就这样,参数未来再设置,关于延长丝杆来延长行程,那就未来再说,我估计是没有机会了。