DIY低成本3軸雕刻機(jī)

這是基于GRBL軟件和2020鋁合金擠壓件的3軸CNC繪圖儀/雕刻機(jī)。低成本雕刻和PCB制造雙面。
硬件組件：

• Arduino Nano R3× 1
• Raspberry Pi 3型號(hào)B.× 1
• SparkFun步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板A4988× 1
• Adafruit Arduino Nano 4-stepper 1-DC RepRap shield× 1
• OpenBuilds鋁墊片× 1
• 電源12v / 5a× 1
• OpenBuilds L Bracket× 1
• OpenBuilds M5 Tee Nuts（10個(gè)裝）× 1
• OpenBuilds薄型螺絲M5（10個(gè)裝）× 1
• OpenBuilds M3帽頭螺釘× 1
• OpenBuilds固定螺絲× 1
• OpenBuilds Slot Washer - 15x5x2mm× 1
• OpenBuilds防反沖螺母塊用于8mm公制Acme導(dǎo)螺桿× 1
• OpenBuilds螺紋桿板 - NEMA 17步進(jìn)電機(jī)× 1
• OpenBuilds 8mm公制Acme導(dǎo)螺桿× 1
• OpenBuilds防反沖螺母塊用于8mm公制Acme導(dǎo)螺桿× 1
• OpenBuilds球軸承 - 625 2RS 5x16x5× 1
• bldc冷卻風(fēng)扇× 1
• 直流電機(jī)（通用）× 1
• 舵機(jī)（Tower Pro MG996R）× 1
• 雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器L293D
• 德州儀器雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器L293D

我們的原型模型基于物聯(lián)網(wǎng)，因此可以提供可擴(kuò)展的架構(gòu)，幾乎可以在任何地方使用互聯(lián)網(wǎng)連接。這是一臺(tái)350mm x 350mm CNC，工作區(qū)域?yàn)?50mm x 240mm，采用開源運(yùn)動(dòng)控制軟件（GRBL）。即使我們的硬件也大多是開源的，因此主要成本削減。該機(jī)器完全由當(dāng)?shù)刭徺I的產(chǎn)品制成，可以在木材，塑料，硬橡膠，硬樹脂等上加工。我們的主要目標(biāo)是低成本的PCB制造。
我們計(jì)劃在未來的項(xiàng)目中加入激光加工支持。
由于系統(tǒng)可以通過無線方式從本地Internet進(jìn)行控制，我們希望進(jìn)一步擴(kuò)展它以進(jìn)一步制作分布式模型Web應(yīng)用程序以建立和連接多種這類設(shè)備的生態(tài)系統(tǒng)。
我們的原型的底座由2020 T型槽鋁擠壓件和L型接頭制成。該機(jī)器的2000轉(zhuǎn)直流控制主軸可提供大約80-85瓦的功率。它具有導(dǎo)螺桿和螺桿運(yùn)動(dòng)方案，帶有導(dǎo)向光滑桿，帶有徑向槽卡扣配合滾珠軸承，可沿所有3個(gè)軸平穩(wěn)運(yùn)行。
最小引線間距為0.8mm /轉(zhuǎn)，2000步/轉(zhuǎn)，所有軸的分辨率為1600。我們的粗機(jī)尺寸約為430x430x330mm，工作區(qū)域約為270x170x65mm，位置精度為0.04mm。我們的Z軸龍門架采用雙導(dǎo)桿從頭開始進(jìn)行3D打印。
Z軸行程4.8厘米，主軸鉆頭安裝。我們使用45°V位切割工具進(jìn)行PCB雕刻，它還支持0.2mm到1.8mm的立銑刀鉆頭。我們?yōu)槊總€(gè)軸主驅(qū)動(dòng)器使用NEMA 23步進(jìn)電機(jī)，最大電流為3A。這些電機(jī)由2.5A A4988驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，具有1/16的最大微步進(jìn)分辨率，以非常經(jīng)濟(jì)的成本為我們提供了最佳的加工精度。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)部分，我們可以通過Internet connection從任何地方的顯示器（如移動(dòng)/平板電腦屏幕（在此處充當(dāng)我們的HMI））控制CNC路由器。我們正在使用連接到互聯(lián)網(wǎng)的Raspberry Pi和路由器（安全）配置，并運(yùn)行Web服務(wù)器以提供用于無線控制CNC的接口。我們還計(jì)劃掌握有價(jià)值的機(jī)器零件見解，如實(shí)時(shí)電機(jī)扭矩，電流消耗，振動(dòng)，噪音等，并在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中獲取實(shí)時(shí)洞察，以實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)作。這可能在制造業(yè)中稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（工業(yè)4.0）。