基于Python上位机的写字画图机设计

实验研究基于Python上位机的写字画图机设计王孚嘉（北京市第一七一中学，北京，100013）摘要：以Arduino UNO为主控板，GRBL固件为下位机程序，设计制作了CoreXY结构的写字画图机；以python语言编程开发了上位机软件，将图片、矢量图转换为gcode代码，通过串口发送到下位机，GRBL解释G代码并驱动2个步进电机和舵机执行动作，实现了灵活的写字和画图。关键词：Arduino；Python；GRBL；写字画图机机械加工、DIY单片机控制的精密移动机械结构广泛应用于3D打印、简单，与开源的设计等领域。Arduino单片机因开源、操控绘图机等装置。本文采用GRBL固件配合可以用来制作激光雕刻机、的写字画图机，采用solidworks设计了CoreXY结构反馈等功能，可实现点阵图、矢量图及字体的绘制。串口识别、零点调整、抬python/落笔调整、发送指令、命令执行编程开发了上位机软件，具有1 结构设计部分组成，其中支撑架由几块激光切割的写字画图机主体结构由支撑架、XY轴、夹笔头、动力合并用一根242根步进电机、同步齿轮、齿带以及带法兰轴承构成，夹笔Φ8mm20mm×20mm的不锈钢光轴和光轴套构成，动力部分由的铝合金型材固定，XY5mm亚克力板组轴各用2个头由所需主要零部件见表3个3D打印件和表1 写字画图机主要零部件1。2根Φ6mm的短不锈钢光轴构成。Arduino UNO

名称规格型号步进电机R3数量同步带轮4212电机驱动模块齿带0.5模数/6mm0.5模数A49882m2V121铝合金型材直流电源CNC板光轴20*20*420mm12V/2A11带法兰轴承光轴套Φ8/Φ15*24mmΦ8*410mm4Φ16108亚克力板(5mm)舵机画图激光切割9G自制1批1首先采用螺丝、3D打印件垫片、电线和组合方法，尤其注意亚克力板相互装配时留出螺丝孔和安solidworks软件设计亚克力板支撑架的形状1批4装螺母的槽，并对其他所有零件建模并装配，以确定写字机的整体形状、尺寸和组装形式。设计的亚克力板支撑架组件导出写字画图机的硬件部分主要由DXF文件进行激光切割，按照设计组装。板、2个A4988步进电机驱动模块、2ArduinoUNO个42步进电机、1板、CNC86

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