Makinë vizatimi me lazer: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

RawVizatoni shtigje drite fosforeshente me një makinë të projektuar dhe ndërtuar plotësisht nga e para!

Historia: Në mes të studimit të pushimeve gjatë javës së mesme, shoku im Brett dhe unë projektuam dhe ndërtuam këtë makinë që përdor një sistem lazer dhe pasqyre për të nxjerrë shtigje ndriçuese ndriçuese, të kontrollueshme me anë të një levë të shtypur 3D. Qëllimi kryesor ishte përdorimi i teknikave të vizatimit dhe materialeve që njerëzit nuk do t'i shoqëronin në mënyrë tipike me vizatimin duke futur një ndjenjë intrigash tek përdoruesi.

Shpresojmë që t'ju pëlqejë aq shumë sa ne u argëtuam duke e dizajnuar dhe ndërtuar!

Furnizimet

Ne jemi dy studentë të thyer kështu që ne iu drejtuam kryesisht gjetjes së copëzave dhe drurit të hedhur rreth shkollës sonë dhe të gjitha mjetet ishin nga hapësira krijuese e shkollës sonë. Ne gjithashtu nuk kishim qasje në shumë materiale metalike (ingranazhe, raft dhe pinion, kunj, etj.) Kështu që ne i bëmë ato vetë nga druri i prerë me lazer. Për copat që nuk i gjetëm, i blemë në amazon për një total prej 19,50 dollarë.

Shënim: ky projekt kërkon një lazer, mos harroni të mos e shikoni drejtpërdrejt në sy!

Materiale:

• 1/4 në kompensatë (x2)
• 1/8 në kompensatë (x1)
• Ngjitës druri (shtresë e hollë)
• 1/2 në kunj druri (x1)
• 1/2 në pasqyrë (x1)
• 1/4 në diametër 2 në tub të gjatë bronzi (x1)
• 1/4 në diametër 2 në tub të gjatë bakri (x2)
• 1/4 në diametër 1.5 në tub të gjatë bronzi (x3)
• 1/2 në O. D. 1/4 në ID Kushineta me top (x6)
• Diodë lazer 405 nm (x1)
• Arduino (x1)
• 24 tela AWG 6ft (x1)
• Pluhur fosforeshent (x1)
• Furnizues i rrymës me kapak 120 VAC në 9 V (x1)
• Shirit gome (x1)
• Xhojstik analog me 2 boshte (x1)
• Drejtuesi i motorit L298N (x1)
• 2.5 mm DC Jack (x1)

Mjetet:

• Prerës me lazer
• Letër zmerile
• Sharrë
• Armë me ngjitës të nxehtë
• Çekiçi i Goditjes së Vdekur
• Makine per ngjitjen e metalit
• Stërvitje
• Printer 3D
• Dremel

Hapi 1: Prerja e Copave të Laserit

Bashkangjitur janë dy skedarë ilustrues për të gjitha pjesët prej druri që duhet të priten me lazer dhe emrat e tyre korrespondojnë me llojin e drurit në të cilin duhet të priten (1/4 inç kundër kompensatës 1/8 inç). Unë bashkangjita gjithashtu imazhe të skedarëve. Në të vërtetë ka më shumë rondele me kyç sesa është e nevojshme, por ato herë pas here prishen, kështu që është gjithmonë mirë të kesh disa shtesa.

Të gjitha linjat duhet të priten, jo të gdhendura. Pasi të jenë prerë, kaloni në hapin tjetër!

Hapi 2: Montimi i Copave Pt. 1 Sistemi bazë dhe raft

Më sipër janë imazhe se si bashkohen pjesët, si dhe një video nga prapaskenat. Ndërtimi për këtë hap ndahet në ndërtimin e parë të pjesëve nga skedari i mëparshëm ilustrues 1/4 inç dhe më pas skedari ilustrues 1/8 inç.

Seksioni 1/4 inç ---

Baza: Shtyjini kunjat nëpër cepin e pllakave bazë dhe shtyni rondelet e kyçjes nëpër skajet e kunjit për të mbajtur pllakat bazë në vend. Kjo bazë siguron një hapësirë që arduino të qëndrojë gjysmë e fshehur ndërsa siguron mbështetje për kanavacën e artboardit.

Mbështetja e Roller Bearing: Ngjitni mbështetësen e kushinetave me rrotull në faqen e çatisë së strehimit të motorit 1/8 inç

Kuvendi i mbajtjes: Rafti i sipërm mbahet në vend dhe lëvizet nga një rregullim trekëndësh i kushinetave me rrota që e mbajnë atë nga rrotullimi duke ruajtur lëvizjen e qetë përkthimore. Një imazh se si duken kushinetat e rrotullave është dhënë më sipër. Diagramet përshkruajnë se si kushinetat e rrotullave ndërveprojnë me raftin dhe ku vendosen në makinë. Vendosini këto përmes vrimave të mbështetëses së rulit që keni ngjitur në çatinë e strehimit të motorit

Trarët e Mbështetjes: Të etiketuar si "këto sigurojnë që rafti të mos fluturojë" në skedarin çerek inç, këto trarë mbështetës zvogëlojnë tundjen duke shtuar ngurtësinë e raftit dhe parandalojnë përdoruesit tepër entuziastë të dërgojnë pjesë që fluturojnë jashtë makinës ose duke thyer pasqyrën e qelqit! Ne përdorëm zam druri për t'i bashkuar ato në raftin e sipërm pasi do të duhet të jetë i fortë.

Seksioni 1/8 inç ---

Rack Bottom: Rafti i poshtëm është rafti më i shkurtër me vrimë. Kjo vrimë ju lejon të ushqeni telat arduino nga nën çarjen e pllakës së sipërme dhe në kutinë e motorit, kështu që telat mund të arrijnë në motor edhe kur rafti i poshtëm po lëviz.

Top Rack and pinion: Rafti i sipërm është rafti tjetër (ai më i gjati). Një imazh i asaj se si duket struktura e pinionit (një prej ingranazheve gjigante) dhe si funksionon është dhënë në foto me rondele të kyçjes.

Pjesa tjetër e seksionit 1/8 inç (pjesët e lidhura me motorin) shpjegohen në hapin tjetër …?

Hapi 3: Montimi i Copave: Pt 2. Gjëra Motorike

Tjetra, na duhej të krijonim montuesit e motorëve dhe motorët për ta bërë atë të lëvizë. Ekzistojnë dy motorë, njëri për lëvizjen në boshtin x dhe tjetri për lëvizjen në boshtin y.

Bërja e dy montimeve motorike: Ne vendosëm pjesët e mesme të montimit të motorit (ato me vrima gjashtëkëndore) midis dy të tjerave që përmbajnë vrima për të kapur bulonat. Ne pastaj bashkangjitëm çdo motor në secilën montim të motorit duke përdorur vida. Ngjitja e montuesit dhe motorit në çdo sipërfaqe tani na lejoi të instalojmë dhe heqim me lehtësi motorët tanë duke përdorur vetëm një pikëllim gjashtëkëndësh. Për të kaluar nga motori në ingranazh, ne përdorëm një jakë të boshtit të printuar 3D për t'u ndërlidhur me ingranazhin e boshtit.

Strehimi Motor: Pjesët e strehimit të motorit bëjnë një strehë në formë kutie për motorin. Drejtkëndëshat me vrima në to janë pjesët e sipërme dhe të poshtme (ajo me disa vrima është pjesa e sipërme). Pjesa tjetër e kutisë së strehimit të motorit përbëhet nga anët të cilat përshtaten së bashku duke përdorur grooves + kreshtat e tyre. Ngjitini të gjitha pjesët së bashku në skajet, përveç njërës fytyrë pasi ju ende duhet ta vendosni motorin brenda dhe është më e lehtë ta bëni këtë nga ana sesa nga lart.

Kontrolli i motorit: Për të kontrolluar motorët, ne përdorëm një levë, Arduino dhe një motor të veçantë për të fuqizuar motorët. Gjithçka funksionon nga një prizë DC e vetme 9 volt. Për të arritur lëvizjen e dëshiruar, na u desh të rregullonim fuqinë e sinjalit PWM në mënyrë që të ishte çift rrotullues i mjaftueshëm për të kapërcyer fërkimin në ingranazh duke e mbajtur atë të mos lëvizë shumë shpejt. Hapi tjetër përshkruan konfigurimin dhe kodin Arduino …?

Hapi 4: Arduino

Ky është kodi Arduino për të kontrolluar pozicionimin e lazerit duke përdorur levën si hyrje. Kodi është shkruar në mënyrë që çdo drejtim i levës të kontrollojë një nga motorët (motori që kontrollon boshtin x dhe motori që kontrollon boshtin y). Kjo lejon që makina të tërheqë kthesa dhe diagonale sa herë që pozicioni i levës është larg nga aksi horizontal/vertikal.

Hapi 5: Xhojstiku

Ne zgjodhëm të printojmë 3D një kuti levë në PLA, kështu që do të ndihej komode dhe e natyrshme që përdoruesi të mbajë dhe të veprojë (edhe pse mund të funksionojë akoma si duhet pa kasë).

Në thelb, janë dy gjysma të një shtrese ovale me një vrimë në njërën anë. Ne e vendosim shkopin e kontrolluesit brenda, kështu që kur veshja të vendoset së bashku, ajo përshtatet përmes vrimës që përdoruesi të ndërveprojë me të. Telat shtrihen nga pjesa e pasme e anës tjetër të zorrës dhe në arduino.

Hapi 6: Pikturimi i kanavacës së tabelës së artit

Ngjyrosni kanavacën e artboardit me pluhurin fosforeshent dhe lëreni të thahet ndërsa punoni në hapat e ardhshëm.

? Sigurohuni që ta mbani në një mjedis shumë sanitar, herën e parë që aplikuam pluhurin, pluhuri dhe tallash u mbërthyen. It'sshtë gjithashtu më e lehtë të përzieni pluhurin me bojë në mënyrë që të ngjitet lehtë.

Hapi 7: Sistemi i Laserit dhe Pasqyrës

Pse lazeri nuk tregon vetëm poshtë nga fundi i raftit të sipërm?

Brett dhe unë shpejt kuptuam se vendosja e lazerit drejtpërdrejt mbi tabelën e vizatimit në fund të raftit peshonte fundin e raftit poshtë, gjë që kufizonte gamën e lëvizjes së tij. Në vend të kësaj, ne vendosëm të marrim frymëzim nga dizajni i një prestar lazer. Zgjidhja: Duke vendosur një pasqyrë në fund të raftit me një pjerrësi 45 gradë, ne mund të sigurohemi që rrezja të drejtohet drejtpërdrejt pingul me sipërfaqen pa shtuar peshë deri në fund!

Laseri: Montoni me kujdes lazerin dhe pasqyrën. Ushqeni telat e lazerit përmes një vrime në krye të çatisë së strehimit të motorit për t'u lidhur me baterinë. Shiritat e gomës lakoni nëpër vrimën tjetër të çatisë së strehimit të motorit për të siguruar lazerin në vend.

Pasqyra: Pasqyra duhet të jetë e kënduar në një kënd prej 45 gradë duke përdorur pjesët trekëndore çerek inç. Duke montuar lazerin paralelisht me tokën, rrezja e lazerit duhet të reflektohet nga pasqyra dhe të godasë tokën direkt poshtë, edhe nëse rafti lëviz.

Hapi 8: Lustrim përfundimtar

Pas testimit për t'u siguruar që funksionoi siç duhet, ne u ngjitëm në faqen e fundit të kutisë së motorit. Për të rritur tërheqjen vizuale të makinës, ne bashkangjitëm rondele bllokimi në fund të kunjave. Ai gjithashtu kishte një qëllim të vogël funksional, pasi që këto rondele vepruan si "këmbë" për makinën (në vend që e gjithë baza të prekte tokën) gjë që e bëri më të lehtë lëvizjen e të gjithë makinës në një tavolinë. Ne pastaj i dhamë produktit një lustër përfundimtar duke lëmuar të gjithë drurin e ekspozuar.

Reflektim: Ne kaluam një kohë të mrekullueshme duke hartuar këtë makinë dhe një kohë edhe më të mirë duke luajtur me të. Ironikisht, pjesët më të komplikuara të dizajnit dukej se na jepnin më së paku probleme, ndërsa pjesët më të thjeshta na jepnin më shumë. Nëse do ta bënim përsëri këtë projekt, do të eksperimentonim më shumë me materiale që zvogëlojnë fërkimin në pjesët në lëvizje.

Shpresojmë që njerëzit ta shijojnë këtë pajisje aq sa ne dhe se i frymëzon ata të krijojnë versione edhe më të mira të kësaj makinerie në të ardhmen.

-Më e mira, Justin dhe Brett

Çmimi i parë në konkursin Make it Glow