3D打印迷你CNC绘图机设计

这次的主题是由DiY Projects Lab创作的3D打印迷你CNC绘图机，并用DVD中的步进马达来控制CNC的三个轴。虽然这只是一款简单的小机器，但只要了解其中设计的结构和原理，就可以再做出更大、精度更高的CNC机器了！

什么是CNC和步进马达？

Computer numerical control(CNC)使用计算机数字控制三个轴向的移动，分别是X轴(左、右)、Y轴(前、后)和Z轴(上、下)，而这里只会使用到X和Y轴。

步进马达是利用脉冲作为讯号并转换为转动的角度，因此可以达到高精度的控制。这次的项目就是透过CNC控制步进马达来完成这套系统中核心的部分。

DVD的拆解和3D打印的零件组装

首先，将两个DVD小心地拆开避免破坏到需要的部件，如下图所示拆开四个角落的螺丝后，取出我们需要的步进马达和支撑杆，两个DVD的零件分别做为X和Y轴。将两台马达用热溶胶连接在一起之后，在上方加了一块木板做为他的工作台。

接着，利用3D打印机打印出笔架的部分，笔架的构造非常简单，主要是固定笔的卡槽、控制笔上下的马达和回弹用的弹簧。最后再将工作台和笔架固定在一块大木板上，主要的结构就完成了。

电路板及控制软件

在介绍完CNC绘图机的主要结构后，来看看要怎么控制这些零件完成目标。这里用到的是「CNC Shield v4」这块开发板，它搭配的是Arduino Nano并且可以驱动3路的步进马达，想做出简单的3轴移动机器例如：3D打印机或CNC，是非常好的选择。

CNC Shield v4还支持数字输入的接口，可以额外连接其他的模块，像是End Stop限位开关。它还可以连接I2C的模块，让机器拥有简单的LCD屏幕，可以说是「麻雀虽小，五脏俱全」的一块开发板。

有了开发版后，再来就是连接马达的部分。这里用到的是A4988马达驱动器，将两台A4988插上开发板后再将电线接上工作台上的马达就完成硬件的设计了。

最后，下载「Benbox」这个免费的软件并且准备好一张想要画出来的图片就可以欣赏自己创作的CNC绘图机运作的样子啰！

小结

从用不到的DVD拆出零件并做出一个十分简单有趣的CNC绘图机各种零件和电路板也都可以简单的取得，让大家在家也可以动手做一台来玩玩看！

审核编辑：刘清