一、故事
首先談一談爲啥要做這個東西，總之是一種割捨不斷的情結、念想。現在心願已了，可以安息了。。。。。。哈哈。其實要從我的經歷講起，這就有點扯了，如果沒有興趣看，請忽略下段內容。
/* 大概是大二的時候，爲了參加學校的比賽，組裝了一臺無人機，只有外殼是自己用PRO/E設計的，然後用3D打印機打出來，其他的電子設備都是買的現成的，包括螺旋槳。無人機飛起來了，但是一輪面試都沒有通過。雖然有些遺憾，但也在意料之中，畢竟一個外殼而已，沒啥技術含量。 這次比賽，學到了很多東西，關鍵是接觸了3D打印機，知道了以前聽起來挺高大尚的3D打印是怎麼一回事。也是這次比賽讓我對技術的追求更加渴望，然後閒着沒事研究了下單片機，從基礎的51，Arduino到stm32,esp8266 。雖說只是業餘談不上精通，但也是略知一二，至少在某些特定場景的應用上還是有點小信心的。所以大家可以看到我的博客上製作的亂七八糟的東西,當然還有些有意思的東西由於時間精力有限沒辦法展示。^ _ ^，扯遠了，咋們說回來。然後一不小心，自己買了臺二手的3D打印機，一用精度還挺高。但是3D打印機做出塑料外殼再完美，在我的腦海中一直保留着沒啥技術含量的刻板印象，裏面的電子設備纔是作品的靈魂所在。然後我們大三剛好學了UG的加工模塊，基本掌握了生成一些簡單零件的數控代碼的方法，加上看到國外有成功改裝3D打印機的先例，心中躍躍欲試的願望更加強烈。當然改裝的直接動力是希望能夠雕刻pcb覆銅板，有了電子元器件的靈魂加成，作品肯定能上一個臺階。有人可能會問爲啥不直接接線啊？原因呢，首先是個人審美，其次不好計算預留空間，而且線路特別容易出問題。所以就入了以下這個坑 */
二、前期準備
1.非物質條件
測量3D打印機的打印精度，得到所使用3D打印材料的收縮情況，基本掌握一個三維造型軟件的使用。例如：我的主軸支架是使用PRO/E畫的，使用的是PLA材料，X、Y軸方向大概會收縮0.2mm，Z軸方向基本不收縮，這樣我在用PRO/E建模的時候就可以提前留出預留空間，防止裝配會出現問題。
2.物質條件
首先是需要準備的材料，及工具
| 名稱 | 價格 |
|---|---|
| 1.3D打印機一臺 | |
| 2.遊標卡尺 | |
| 3.550直流電機主軸 | 25.8元 |
| 4.120W 12V開關電源 | 29.5元 |
| 5.單刀雙擲開關X2，最好是使用調速器 | |
| 6.微型鑽頭夾 | 12.92元 |
| 7.刀具 | |
| 8.UNO R3 + CNC shield v3 + A4988 驅動器X4 | 33.22元 |
| 9.4pin杜邦頭/XH2.54段子電機引線X3 | 4.5元 |
| 10.螺釘、螺母若干 |
本次改裝大概花費110元，其他次要材料因爲之前留下的所以就不計入。序號7的刀具我是用鑽頭改的，後面查了相關資料知道鑽頭沒有側刃，所以這個錢還是別省了，買把銑刀吧。序號8的控制器原件記得至少要買4個跳帽，因爲不接跳帽默認全細分，全細分模式脈衝數太少會造成步進電動抖動，這種非常不友好的抖動噪音估計是“人見人愛，花見花開”，O(∩_∩)O哈哈~。這個主要體現在X、Y軸，在下面會講到。
3.可能的問題
大家可能會有以下2個我能想到的疑問：
1.爲何不利用3D打印機現有的硬件資源，通過刷入新固件的方法同樣能實現功能，而且能節約購買序號8的費用？
答：首先是風險問題，由於沒有廠家提供的固件作爲保證，冒然刷入新固件，可能導致3D打印機無法恢復。其次沒有電路原理圖，恢復起來更是難上加難。如果有廠家的固件，怎麼造都行，大不了刷回去。
然後呢，我想的是改裝雕刻機的時候只需要換個頭，重新插3個步進電機的線，簡單方便。
2.3D打印機已經配有一個12V電源，再買一個開關電源序號4，不是很浪費嗎？
答：首先說下我兩個電源的使用情況，原配的12V電源是用來驅動步進電機，新買來的12V電源給主軸供電。首要原因是原配電源功率不足，其次主軸和驅動器共用一個電源容易產生干擾。
三、刷入固件並修改參數
（一）刷入固件
1.電腦需要安裝CH340驅動，百度一搜就有不做詳細介紹
2.下載固件和下載器XLoader，如果懶得找可以用我現在用的這個
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1f1x7WrbiF8tgaHp_YfKwIA
提取碼：ghzz
固件就是.hex文件
將UNO R3通過贈送USB線連接電腦。
壓解XLoader.zip，打開XLoader.exe
上面紅框中是hex文件所在地址，下面紅框看電腦的設備管理器端口中的實際值，可能是COM3，COM2等，（如果設備管理器中的端口中沒有COM值，可能是UNO R3沒有連接電腦，或者CH340驅動沒有成功安裝），其他的和上圖設置一致即可，然後點擊Upload，底部顯示Uploaded，表示下載成功。
（二）修改參數
下載雕刻機上位機控制軟件：grbl controler
安裝好後，選擇對應的com口，如果是使用的我提供的固件，那波特率就是9600
點擊Open
左下空白處會返回雕刻機當前設置的默認值
需要修改的值：
$0 = 40 X軸移動1mm需要的脈衝數
$1 = 40 Y軸移動1mm需要的脈衝數
$2 = 200 Z軸移動1mm需要的脈衝數
脈衝數計算方法：
1.同步帶傳動
步進電機的步距角1.8°轉1圈360°需要脈衝數360 / 1.8 = 200；
同步齒輪齒距2mm，一共20個齒，轉1圈是2 * 20 = 40mm；
移動1mm需要的脈衝數 200 / 40 = 5
但是：脈衝數太少容易造成步進電機抖動，這就是要買跳帽的原因，將驅動設置爲1/8細分，那電機基本沒有抖動，親測很順滑，
O(∩_∩)O哈哈~！
因爲我的X、Y軸是同步帶傳動，而且都是短接M0和M1,所以脈衝數都是5 / 1 / 8 = 40。
注意：步距角，同步齒輪齒距，齒數需要根據自己的實際情況確定。
2.絲桿傳動
步進電機的步距角1.8°轉1圈360°需要脈衝數360 / 1.8 = 200；
螺距1mm，移動1mm所需的脈衝數 200 / 1 = 200
我的3D打印機Z軸是絲桿傳動，就是以上的參數，所以$2 = 200。Z軸脈衝數夠大了就沒有必要使用細分，細分有一個缺點，速度會減慢。
注意：步距角，螺距需要根據自己的實際情況確定。
四、測數據、設計並打印主軸支架
1.測量
拆3D打印機噴頭，測量固定點的數據，我比較習慣一邊量一邊畫。
2.設計
設計的時候要考慮充分，留好適當的間隙，做好乾涉結構的讓位。
3.打印
重新裝好3D打印機，重新調平，開始打印。當然如果你是土豪，有2臺以上的3D打印機，拆裝可以忽略，O(∩_∩)O哈哈~。
五、電路、測試、最後加工
1.主軸電路
這個電路可以實現電機的正反轉，也就是可以實現順銑和逆銑
原計劃在輸出端串聯或者並聯一個滑動變阻器調速，結果滑動變阻器額定電流太小，都犧牲了。開關電源中間那個孔就是給滑動變阻器預留的位置，現在留在中間挺彆扭的。
2.控制電路
拆3D打印機噴頭，裝主軸，接好X、Y、Z軸電機線，給控制板上點並連接電腦。
3.測試
先不開主軸，綁上一根筆測試下走位
畫好第一幅作品，造成軌跡深淺不一的原因，主要是筆綁得不牢靠，其次是平臺不平整，但X、Y軸位置精度達到要求。
4.加工木料
5.存在的問題：
主軸剛度的剛度比較低，再加上用鑽頭改銑刀的緣故，軌跡在遇到樹節的地方就會出現問題，這也是爲什麼下面4個字要分在兩個板上刻的原因，因爲找不到這麼大面積沒有樹節的板。上面這塊板只成功了下圖的一半。
6.表面變黑的原因：
下圖燒掉的痕跡並不是雕刻出來的，由於雕刻結束後毛刺較多，爲了方便去毛刺，我想到用打火機燒掉，結果表面也烤黑了，^ _ ^。
六、後續
可能要很久纔有後續，如果的有的話，我會買好刀具，將PCB覆銅板和木頭的雕刻效果呈現給大家，現在先到這。