废旧光驱DIY三轴数控雕刻机记录

当年剩女图书馆 2014-12-13

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(2012-12-27 14:16:44)

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杂谈

分类：杂七杂八DIY

完成后的迷你小机器雕刻肥皂的视频

小巧的机器和14寸的笔记本很搭配，最后控制部分都整合到两个光驱拼成的盒子里。

每年到了没车骑的时节我的童心就开始萌动，总琢磨搞点什么好玩的东西。开始想从新把废了很久的遥控模型搞起来玩，结果费了很大劲，买一堆电池充电器改造好了我工作之后买的一个遥控车（好家伙快20年的东西了）。结果玩得了无兴趣，连小闺女都不买账。

于是上淘宝乱逛，上各种网站乱看，决定做个机器人玩玩。我靠，这玩意全靠舵机驱动，虽然每个舵机不很贵，但全身上下17个轴的舵机钱就的几千块了。得了，就做两条腿得了，理想的结构光是腿也得要八个舵机。光是支撑这些舵机的支架就得200多块。不行先来一条腿？这也得来4个舵机和支架。然后是舵机驱动模块，蓝牙传输模块也是一笔不小的费用。想想做好之后有什么劲呢！在桌子上走两步？要不改机械臂吧。还能给我递个东西啥的。优库上搜索机械臂的视频，无意间看见一款超级牛的稳定系统的搞笑视频。http://v.youku.com/v_show/id_XMzY4NTU0OTIw.html牛！东西牛，视频拍的也幽默。于是想着做这个吧。只要3个舵机就好了，然后来块3轴稳定控制板，用来拍运动视频多牛。

然后就看到了如下视频（http://v.youku.com/v_show/id_XMzMxMzg2MjY4.html 用光驱改造的激光雕刻机）。顺藤摸瓜找到了原版的翻译文章（http://www./article/18616/ 激光雕刻机：废旧光驱的涅槃之路）。废光驱成本为零，控制系统就难了，虽然我手里有51单片机，控制它画个简单的方块三角也许行，但是要画图和雕刻，让我编个能引入G代码的程序我肯定是不成。这块就成品吧，看淘宝上控制板也并不是很贵。另外，遥控飞机、可编程机器人、3轴数控雕刻机那个更适合快40的老男人呢？显然后者更能说服LD的经济支持。

参考原型做激光雕刻那是最简单省事的了，而且只是两轴运动，基本上找到2台光驱拼成90度角就算完工了。可是考虑到激光比较危险，而家中又有孩子，只能迎难而上做成传统3轴的雕刻机了。但这也带来一个好处就是可以不只是雕刻平面物体，理论上来说可是雕立体的东西哦！

想法定了，就开始四处寻找材料，构思。考虑到控制系统还是比较贵的，只是用来控制这么小的系统有点太浪费了，将来还是打算做个正式点的东西，这个光驱版的就当是练手了。

很快从朋友那里搞来3个光驱，可是倒霉催的只有一个有步进电机+丝杠。另外两个用的是直流电机+齿轮齿条传动，更悲催的是滑动部分居然是设计成斜入式的。

太悲催！好在已经在淘宝订购了几个光驱里的步进电机，只能自己做结构了。自己做精度就很是个问题，手头的工具只有一把手钻，钢锯，十几块钱的电烙铁和一个最小号的台钳而已。我总是认为，简单工具更具DIY的精神。当然，全套的好工具是每个男人的梦想。在绞尽脑汁考虑精度而迟迟不敢动手制作的时候，看到这个视频（http://v.youku.com/v_show/id_XMzI1NDUxODQ4.html 正是他让我放弃精度死结专注于DIY的乐趣。（http://v.youku.com/v_show/id_XMzA4MDkyNTU2.html 电脑废零件DIY厕纸打印机。http://v.youku.com/v_show/id_XMjk3MzYxMTk2.html 乐高版3D雕刻机）这让我明白选对要雕刻的材料玩具级别的精度也是想当可观的。另两个启发性作品）

一旦动起手来，就爱谁谁了，只要尽可能的横平竖直就好了。开始我还想画图来的，后来都算了。一是东西都是废物利用，无一定之规。二是，即便画的很准但是无法很准的转移到制作材料上。三是即便画准了，也很难加工准，没有台钻真是费劲。后来都采用预先组合，然后固定（胶水或者夹子）之后再打孔。这样就不用打很准的孔，而两个部件又能有准确的相对位置了。

制作过程是艰辛而充满欢乐的，写起来就没什么意思了。身居斗室的我通常都是躲在厨房里边工作，经过两三周的奋斗迷你雕刻机终于有点模样了。这其中我最担心的就是X和Z轴，原来的设计x轴只需要带一个小小的激光发射器而已。而现在的设计不但要带着z轴还要带着轴上的电机。我可不想花钱买回来驱动器却发现初期设计就是错误的。要想验证一下只有让电机转起来，没办法，只能面对编程恶梦了。步进电机是个好东西，可是它可不像我们小时候玩的玩具马达，接上电就能转起来。只有通过程序才能驱动。手头有以前学51控制小车时的驱动器正好可以驱动一台步进电机。但是程序就得自己编了。前年学过一阵，放了两年全忘光光了，一点一点的回忆。旁边还有可爱又可气的小闺女捣乱，我的脑子都要爆炸了。

折腾了两天终于让步进电机动起来了，这小小的电机劲儿还真大，带动负荷的能力比小直流电机强大多了。焊接电机那细小的引线，也让我又学了学怎么用电烙铁，以前还真不知道这玩意也有很大的学问。为了减轻重量z轴只用一根光轴导引稳定性比较差，这点很遗憾，只能留待以后改进了。x轴一开始自己做了滑台，3毫米钻孔光轴无法穿过，改用3.2又大了那么一点点。都装上了，最后还是拆掉用光驱自带的滑台改造效果也不太理想但是比我自己做的还是要好一些。这次买的电机也给我添了不少麻烦，主要是丝杠上的螺母设计的不好，太大。挡住了安装孔让安装工作多费了很多周折。驱动丝杠的方式也不好，但是也没办法了。其实不如就用两根钢丝压住，既简单又能消除回差。

硬件搞定就该是控制系统的事情了。电子方面基本一窍不通，2011年学51单片机算是恶补了一些常识，不过总的来说还是处于知道正负极不能接错的水平上。所以这一块只能是成品了。这个也是看自己的需求了，有便宜有贵的。我因为定了一定要用USB端口所以之能是选择目前还较少人用的USB CNC软件和控制器了。然后电机驱动也选了同一家的，贵是贵点但是真的是特别适合DIY玩家，因为电流0-5A可调大大方便了我这样用迷你电机而不是42或57这样标准电机的人。调试中的问题也写这吧，想做的朋友可以参考下。最开始用5v的手机充电器给电机驱动板供电，更本就不能工作。然后用了个TCL无绳电话充电器9v只有450毫安的变压器（坑爹的居然绿线正红线负！还好没有万用表的我用led灯判断了一下正负）单轴都工作好好的，3轴一起来就跟不上劲了。害得我还以为是自己的机械部分没做好，一个劲调整上润滑油。主要是怕用大电压的把电机烧了，最后拼了，用了12v1.5a的电源，一切都正常了。

麻雀虽小五脏俱全，对刀、限位、急停样样俱全。图中用鼠标微动按键做为限位开关，好看不好用。后来换成了光驱上拆下来的出仓限位开关，就两片裸露的铜片触点，难看但是管用。