Υλοποίηση διάταξης CNC δύο αξόνων με μικροελεγκτή ATMEGA 328P

Abstract

Η πτυχιακή εργασία έγινε στα πλαίσια του προγράμματος σπουδών του τμήματος Πληροφορικής και Επικοινωνιών του ΑΤΕΙ Σερρών. Πρόκειται για την υλοποίηση ενός CNC δύο αξόνων, και επικεντρώνεται: 1) Στην ανάπτυξη λογισμικού CAM, το οποίο διαβάζει αρχεία CAD, ανακτά συντεταγμένες γεωμετρικών στοιχείων και δημιουργεί αρχείο κειμένου .nc που περιλαμβάνει τον κώδικα G του CAD αρχείου. 2) Στην ανάπτυξη (σχεδιασμός και υλοποίηση) hardware και software, CNC δύο αξό-νων (x, y). 3) Στην εφαρμογή αλγορίθμου γραμμικής και κυκλικής παρεμβολής. Κατά την λειτουργία: γίνεται εκτέλεση ενός προγράμματος εφαρμογής, το οποίο επε-ξεργάζεται δεδομένα, από δοθέντα αρχείο CAD. Μέσω σειριακής επικοινωνίας USART, το πρόγραμμα στέλνει τα δεδομένα στον μικροελεγκτή m328p (Atmega). Ο μικροελεγκτής, ανάλογα με τα δεδομένα, που θα δεχτεί εκτελεί αντίστοιχες ρουτίνες, και μέσω του DRV8825 driver στέλνει κατάλληλους παλμούς στα βηματικά μοτέρ. Ανάλογα με το αν χρειάζεται να γίνει ή όχι κατεργασία, ο ελεγκτής ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί την κεφαλή (τρυπάνι, λέιζερ, ακροφύσιο, πένα κ.α.) αντίστοιχα. Για τον πρακτικό έλεγχο της σωστής λειτουργίας, και την αξιολόγηση του αλγόριθμου που χρησιμοποιήθηκε, μετρήθηκε (σε πολλούς διαφορετικούς συνδυασμούς κινήσεων) ή ακρίβεια σε θέση (με παχύμετρο) καθώς και η ακρίβεια σε ταχύτητα (με χρονόμετρο). Ως συμπεράσματα επισημαίνονται κάποιες αστοχίες στην κατασκευή και περιορισμοί που θέτει το υλικό που χρησιμοποιήθηκε (π.χ. καταχωρητές 8bit). Τέλος γίνεται ανα-φορά σε τρόπους περαιτέρω εξέλιξης και βελτίωσης σε επίπεδο λογισμικού. Τα μηχανολογικά σχέδια, καθώς και η μηχανολογική μελέτη του CNC, περιλαμβάνονται σε ξεχωριστό φάκελο.

The following paper is the final project for the Department of Computer, Informatics and Telecommunications Engineering, of International Hellenic University. The project focus on: 1) The development of a CAM software, which reads CAD files, extract coordinates from geometrical shapes and generates a text file (.nc) with the corresponding G code. 2) The development (planning and implementation), hardware and software, of a two axis CNC. 3) The analysis of linear and circular interpolation algorithms. YouTube link: https://www.youtube.com/watch?v=j8LD028rm2o