Suzie Model One：高精度 DIY PCB 数控雕刻机
元器件与物料
| 元器件 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|
| Arduino UNO | 1 | 运行 GRBL 固件 |
| Pololu A4988 步进驱动 | 3 | X/Y/Z 三轴，支持细分 |
所需工具与设备
- 3D 打印机（bq Prusa i3 或同级）
软件与在线服务
- GRBL 固件（v1.1f）
项目简介
背景与目标
Suzie Model One 专为 PCB 隔离铣削设计，追求刚性足、精度高、自动化程度高。目前仅需手动换刀与放置 Z 探针。项目经历多次迭代，核心难点在于刚性不足导致切削偏移，以及转角抖动。最终采用同步带传动消除 X/Y 轴回程间隙，Z 轴保留梯形丝杠防止掉电坠刀。
关键尺寸
- 外形：460 mm (宽) × 620 mm (长) × 580 mm (高，含线缆槽)
- 加工行程：X 200 mm × Y 200 mm × Z 60 mm
X/Y 轴：同步带零回程间隙设计
采用开口同步带、固定两端、步进电机随动（X 轴）或固定电机移动皮带（Y 轴）的“齿条式”结构，彻底消除丝杠螺母磨损带来的非均匀回程间隙。皮带张紧后弹性极小，足以应对铣削铝/黄铜的侧向力。
Y 轴托架：可无限延展的模块化设计
Y 轴导轨安装在移动托架上，滑块固定在机身底部，所有切削力经压缩传递至底座。托架长度仅受软件、皮带长度、加工尺寸限制，理论上可按需扩展至 1 米以上。
Z 轴：定制梯形丝杠 + 3D 打印螺母
为防止掉电坠刀，Z 轴必须用丝杠。丝杠在旧式英制车床上按公制加工，螺母 3D 打印且零间隙（需涂抹润滑脂）。整体 XZ 滑座刚性有限，通过降低下刀速度利用主轴自重补偿微小挠度，软材料可全速，切黄铜时需减速。
3D 打印结构件
所有复杂支架、电机座、联轴器均为 3D 打印（PETG），经多版迭代优化。虽牺牲部分刚性，但大幅降低加工难度，使个人制造成为可能。
控制电路：Arduino + GRBL + 自制驱动板
首版用 L298N/L297 发热大、噪音大；二版改用 A4988，散热好、支持细分、运行平稳。电路焊接在万用板上，引出 GRBL 全部接口。主轴升级为无刷电机 (dmw57314)，由 Arduino PWM 控制转速，较直磨机安静得多。Z 探针为常闭微动开关，接触触发 GRBL 探测，重复定位精度极高。
总结与展望
Suzie Model One 已完成既定目标，现有结构难以再大幅优化。下一代将采用全金属结构，保留同步带零回程优势，大幅提升刚性与行程。
代码与资源
- GRBL 固件：官方 Wiki
- GRBL 接线指南：Connecting Grbl
原理图
详见 GRBL 官方接线文档。
制造工艺