Laserjoonistusmasin: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

✨ Joonista fosforestseeruvad valgusrajad masinaga, mis on projekteeritud ja ehitatud täiesti nullist!

Lugu: Vahepealsete nädalate vaheaegade õppimise vahel kavandasime ja ehitasime oma sõbra Brettiga selle masina, mis kasutab laser- ja peeglisüsteemi, et joonistada luminestsentsvalguse jälgi, mida saab juhtida 3D -trükitud juhtkangi abil. Peamine eesmärk oli kasutada joonistamistehnikaid ja materjale, mida inimesed tavaliselt joonistamisega ei seostaks, samas sisendades kasutajasse intrigeerivat tunnet.

Loodame, et naudite seda sama palju kui meil oli lõbus seda kujundada ja ehitada!

Tarvikud

Oleme kaks katkist õpilast, nii et me otsustasime suures osas leida oma kooli ümbrusest vanaraua ja kasutatud puitu ning kõik tööriistad olid pärit meie kooli tegijaruumist. Samuti ei olnud meil ligipääsu paljudele metallmaterjalidele (hammasrattad, hammasrattad, tüüblid jne), seega tegime need ise laserlõigatud puidust. Tükkide jaoks, mida me ei leidnud, ostsime need Amazonist kokku 19,50 dollari eest.

Märkus: see projekt nõuab laserit, pidage meeles, et ärge vaadake seda otse silma!

Materjalid:

• 1/4 vineeri (x2)
• 1/8 vineeris (x1)
• Puiduliim (õhuke kiht)
• 1/2 tolli puidust tüübel (x1)
• 1/2 tolli peegel (x1)
• 1/4 läbimõõduga 2 pikkades messingist torudes (x1)
• 1/4 läbimõõduga 2 pikast vasktorust (x2)
• 1/4 läbimõõduga 1,5 pikkuses messingist torus (x3)
• 1/2 in O. D. 1/4 I. D. Kuullaagrid (x6)
• 405 nm laserdiood (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6ft juhe (x1)
• Fosforiseeriv pulber (x1)
• Toitepistik 120 V kuni 9 V toiteadapter (x1)
• Kummipael (x1)
• Joystick 2-teljeline analoog (x1)
• L298N mootorijuht (x1)
• 2,5 mm alalisvoolu pistik (x1)

Tööriistad:

• Laserlõikur
• Liivapaber
• Saag
• Kuum liimipüstol
• Dead Blow Hammer
• Jootekolb
• Puurida
• 3D printer
• Dremel

Samm: tükkide lõikamine laseriga

Lisatud on kaks illustraatorifaili kõigi puitdetailide jaoks, mis tuleb laseriga lõigata ja nende nimed vastavad puiduliigile, millest need välja lõigata (1/4 tolli v. 1/8 tolli vineer). Lisasin ka failide pildid. Lukustusseibi on tegelikult rohkem kui vaja, kuid need purunevad aeg -ajalt, nii et lisavarustust on alati tore saada.

Kõik jooned tuleb lõigata, mitte graveerida. Kui need on välja lõigatud, liikuge järgmise sammu juurde!

2. samm: tükkide kokkupanek Pt. 1 Alus- ja riiulisüsteem

Eespool on pildid, kuidas tükid kokku tulevad, ja kaadritagune video. Selle sammu ülesehitus on jagatud esmalt eelmise 1/4 tollise illustraatorifaili ja seejärel 1/8 tollise illustraatorifaili koostamiseks.

1/4 tolli sektsioon ---

Alus: suruge tüüblid läbi alusplaatide nurga ja suruge lukuseibid läbi tüübli otste, et alusplaadid paigal püsiksid. See alus annab ruumi arduinole pooleldi peidetud, toetades samal ajal artboardi lõuendit.

Rull -laagritugi: Liimige rull -laagri tugi 1/8 tolli mootorikorpuse katusepinnale

Laagrite komplekt: ülemist riiulit hoitakse paigas ja liigutatakse rull -laagrite kolmnurkse paigutusega, mis hoiab seda pöörlemast, säilitades samal ajal sujuva liikumise. Rull -laagrite väljanägemise pilt on esitatud ülal. Diagrammidel on kujutatud rull -laagrite suhtlus hammasrattaga ja koht, kus need masinale asetatakse. Asetage need mootori korpuse katusele liimitud rull -laagritoe aukude kaudu

Toetustalad: veerandtollises failis on märge "need tagavad, et riiul ei lenda maha", need tugitalad vähendavad võnkumist, lisades riiuli jäikust ja takistades liigselt entusiastlikel kasutajatel masinast lendavaid tükke saatmast või purustab klaaspeegli! Ülemise riiuli külge kinnitamiseks kasutasime puiduliimi, kuna see peab olema vastupidav.

1/8 tolli sektsioon ---

Alumine riiul: alumine riiul on aukuga lühem riiul. See auk võimaldab toita arduino juhtmeid ülemise alusplaadi pilu alt ja mootori korpusesse, nii et juhtmed võivad jõuda mootorini ka siis, kui alumine riiul liigub.

Ülemine hammasratas ja hammasratas: ülemine hammas on teine hammas (pikem). Pilt sellest, kuidas hammasratas (üks hiiglaslikest käikudest) välja näeb ja kuidas see töötab, on pildil koos lukuseibidega.

Ülejäänud 1/8 tolli sektsiooni (mootoriga seotud tükid) selgitatakse järgmises etapis…?

3. samm: osade kokkupanek: Pt 2. Mootorikaubad

Järgmisena pidime kavandama mootorikinnitused ja mootorid, et see liiguks. Mootoreid on kaks, üks x-teljel liikumiseks ja teine y-teljel liikumiseks.

Kahe mootorikinnituse tegemine: Me asetasime mootori keskmised kinnitusdetailid (need, millel on kuusnurksed augud) kahe teise vahele, mis sisaldavad auke poltide läbimiseks. Seejärel kinnitasime iga mootori kruvide abil iga mootorikinnituse külge. Kinnituse ja mootori liimimine mis tahes pinnale võimaldas meil mootoreid hõlpsalt paigaldada ja eemaldada ainult kuuskantvõtme abil. Mootorilt hammasrattale üleminekuks kasutasime tüüblivõlliga hammasrattaga liidestamiseks 3D-trükitud võllikrae.

Mootorikorpus: Mootori korpuse osad moodustavad mootorile karbikujulise korpuse. Nendes aukudega ristkülikud on ülemised ja alumised osad (mitme auguga on ülemine). Mootori korpuse ülejäänud osa koosneb külgedest, mis sobivad kokku nende soonte + servade abil. Liimige kõik osad servadest kokku, välja arvatud üks nägu, kuna peate ikkagi mootori sisse panema ja seda on küljelt lihtsam teha kui ülevalt.

Mootori juhtimine: Mootorite juhtimiseks kasutasime mootorite juhtimiseks juhtkangi, Arduino ja eraldi mootorijuhti. Kõik töötab ühest 9-voldisest alalisvoolu pistikust. Soovitud liikumise saavutamiseks pidime reguleerima PWM -signaali tugevust nii, et see oleks piisav pöördemoment, et ületada käigu hõõrdumine, hoides samal ajal liiga kiiresti liikumast. Järgmine samm kirjeldab Arduino konfiguratsiooni ja koodi…?

Samm: Arduino

See on Arduino kood laseri positsioneerimise juhtimiseks, kasutades sisendina juhtkangi. Kood on kirjutatud nii, et juhtkangi iga suund juhib ühte mootorit (x-telge juhtiv mootor ja y-telge juhtiv mootor). See võimaldab masinal joonistada kõveraid ja diagonaale alati, kui juhtkangi asend on horisontaalteljest vertikaalteljest eemal.

Samm: juhtnupp

Otsustasime juhtkangi korpuse 3D -trükkida PLA -s, nii et kasutajal oleks mugav ja loomulik käes hoida ja seda kasutada (kuigi see võib ilma korpusteta siiski korralikult toimida).

Põhimõtteliselt on see ovaalse korpuse kaks poolt, mille ühel küljel on auk. Me paneme kontrolleri pulga sisse, nii et kui korpus on kokku pandud, mahub see läbi augu, et kasutaja saaks suhelda. Juhtmed ulatuvad korpuse teise külje tagaküljest ja arduino külge.

6. samm: joonistage Artboardi lõuend

Värvige joonistusplaadi lõuend fosforestseeruva pulbriga ja laske sellel kuivada, kui töötate järgmiste sammude kallal.

? Veenduge, et hoiate seda väga sanitaarses keskkonnas, esimest korda pulbri pealekandmisel jäid tolm ja saepuru kinni. Samuti on lihtsam pulbrit värviga segada, nii et see kleepub kergesti.

Samm: laser- ja peeglisüsteem

Miks ei osuta laser ülemise riiuli otsast otse alla?

Brett ja mina mõistsime kiiresti, et laseri paigutamine riiuli otsas otse joonistuslaua kohale kaalus riiuli otsa alla, mis piiras selle liikumisulatust. Selle asemel otsustasime ammutada inspiratsiooni laserlõikuri disainist. Lahendus: pannes 45-kraadise kaldenurgaga riiuli otsa peegli, suudame tagada, et tala osutaks pinnaga otse risti ilma kaalu lisamata lõpuni!

Laser: paigaldage laser ja peegel ettevaatlikult. Akuga ühendamiseks viige laserjuhtmed läbi ühe ava mootori korpuse katuse ülaosas. Silmustage kummipaelad läbi mootori korpuse katuse teise augu, et laser oma kohale kinnitada.

Peegel: Peegel peaks olema kolmnurksete veerandtolliste osade abil 45-kraadise nurga all. Paigaldades laseri maapinnaga paralleelselt, peaks laserkiir peeglist peegelduma ja lööma maapinnale otse alla, isegi kui riiul liigub.

8. samm: lõplik poleerimine

Pärast katsetamist, et veenduda, kas see töötab korralikult, liimime mootori korpuse viimasele pinnale. Masina visuaalse atraktiivsuse suurendamiseks kinnitasime tüüblite põhjale lukuseibid. Sellel oli ka kerge funktsionaalne otstarve, kuna need seibid toimisid masina "jaladena" (selle asemel, et kogu alus maapinda puudutaks), mis hõlbustas kogu masina liigutamist lauale. Seejärel andsime tootele lõpliku poleerimise, lihvides kogu avatud puidu.

Peegeldus: meil oli selle masina kujundamisel väga hea aeg ja veel parem aeg sellega mängida. Iroonilisel kombel tundus, et disaini kõige keerukamad osad tekitavad meile kõige vähem probleeme, lihtsamad osad aga kõige rohkem. Kui peaksime seda projekti uuesti tegema, katsetaksime rohkem liikuvate osade hõõrdumist vähendavate materjalidega.

Loodame, et inimesed naudivad seda seadet sama palju kui meie ja et see inspireerib neid tulevikus sellest masinast veelgi paremaid versioone looma.

-Parim, Justin ja Brett

Konkursi Make it Glow esimene auhind