Laserpiirustuskone: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Raw Piirrä loisteputket kevyesti koneella, joka on suunniteltu ja rakennettu täysin tyhjästä!

Tarina: Välivaiheen opintojaksojen välissä ystäväni Brett ja minä suunnittelimme ja rakensimme tämän koneen, joka käyttää laser- ja peilijärjestelmää piirtämään loisteputken valoja, joita voidaan ohjata 3D -tulostetulla ohjaussauvalla. Päätavoitteena oli käyttää piirtotekniikoita ja -materiaaleja, joita ihmiset eivät tavallisesti yhdistäisi piirtämiseen ja samalla herättää käyttäjään juonittelun.

Toivomme, että nautit siitä yhtä paljon kuin meillä oli hauskaa suunnitella ja rakentaa!

Tarvikkeet

Olemme kaksi rikkoutunutta oppilasta, joten päädyimme suurelta osin etsimään romuja ja hävitettävää puuta koulumme ympäriltä, ja kaikki työkalut olivat koulumme tuotantotilasta. Meillä ei myöskään ollut pääsyä moniin metallimateriaaleihin (hammaspyörät, hammaspyörä, tapit jne.), Joten teimme ne itse laserleikatusta puusta. Osille, joita emme löytäneet, ostimme ne Amazonilta yhteensä 19,50 dollarilla.

Huomaa: tämä projekti vaatii laserin, muista olla katsomatta sitä suoraan silmiin!

Materiaalit:

• 1/4 tuumaa vaneria (x2)
• 1/8 tuumaa vaneria (x1)
• Puuliima (ohut kerros)
• 1/2 tuumaa puinen tappi (x1)
• 1/2 tuumaa peili (x1)
• Halkaisijaltaan 1/4 2 pitkää messinkiputkea (x1)
• Halkaisijaltaan 1/4 2 pitkässä kupariputkessa (x2)
• Halkaisijaltaan 1/4 1,5 pitkää messinkiputkea (x3)
• 1/2 in O. D. 1/4 in I. D. Kuulalaakerit (x6)
• 405 nm laserdiodi (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6ft johto (x1)
• Fosforoiva jauhe (x1)
• Virtaliitin 120 VAC - 9 V verkkolaite (x1)
• Kuminauha (x1)
• Joystick 2-akselinen analoginen (x1)
• L298N -moottorin ohjain (x1)
• 2,5 mm DC -liitin (x1)

Työkalut:

• Laserleikkuri
• Hioa
• Näin
• Kuuma liimapistooli
• Dead Blow Hammer
• Juotin
• Porata
• 3D tulostin
• Dremel

Vaihe 1: Kappaleiden leikkaaminen laserilla

Liitteenä on kaksi kuvitustiedostoa kaikille puupalkoille, jotka on leikattava laserilla, ja niiden nimet vastaavat puulajeja, joille ne on leikattava (1/4 tuuman v. 1/8 tuuman vaneri). Liitin myös kuvia tiedostoista. Lukkoaluslevyjä on itse asiassa enemmän kuin tarvitaan, mutta ne rikkoutuvat silloin tällöin, joten on aina mukavaa saada lisäosia.

Kaikki viivat on leikattava, ei kaiverrettu. Kun ne on leikattu, siirry seuraavaan vaiheeseen!

Vaihe 2: Kappaleiden kokoaminen Pt. 1 Jalusta- ja telinejärjestelmä

Yllä on kuvia kappaleiden kokoonpanosta sekä kulissien takana oleva video. Tämän vaiheen rakenne on jaettu siten, että ensin rakennetaan kappaleet edellisestä 1/4 tuuman kuvitustiedostosta ja sitten 1/8 tuuman kuvitustiedosto.

1/4 tuuman osa ---

Pohja: Työnnä tapit pohjalevyjen kulman läpi ja työnnä lukkoaluslevyt tapin päiden läpi pitämään pohjalevyt paikoillaan. Tämä pohja tarjoaa arduinolle tilaa pysyä puoliksi piilossa samalla kun se tukee piirtoalustan kangasta.

Rullalaakerin tuki: Liimaa rullalaakerin tuki 1/8 tuuman moottorikotelon kattopintaan

Laakerikokoonpano: Ylähyllyä pidetään paikallaan ja sitä liikutetaan rullalaakereiden kolmiomaisella järjestelyllä, joka estää sen pyörimästä ja säilyttää tasaisen siirtymisliikkeen. Yllä on kuva siitä, miltä rullalaakerit näyttävät. Kaaviot kuvaavat, kuinka rullalaakerit ovat vuorovaikutuksessa telineen kanssa ja missä ne on sijoitettu koneeseen. Aseta ne moottorikotelon katolle liimatun rullalaakerin tuen reikien läpi

Tukipalkit: Neljännestuuman tiedostossa on merkintä "nämä varmistavat, että teline ei lennä pois". Nämä tukipalkit vähentävät heilumista lisäämällä telineen jäykkyyttä ja estävät liian innokkaita käyttäjiä lähettämästä kappaleita koneesta tai särkyä lasipeili! Käytimme puuliimaa kiinnittämään ne ylähyllyyn, koska sen on oltava tukeva.

1/8 tuuman osa ---

Alateline: Alateline on lyhyempi teline, jossa on reikä. Tämän reiän avulla voit syöttää arduino -johdot ylemmän pohjalevyn raon alta moottorin koteloon, joten johdot voivat päästä moottoriin, vaikka alahylly liikkuu.

Yläteline ja hammasratas: Ylähylly on toinen teline (pidempi). Kuva siitä, miltä hammaspyörä (yksi jättimäisistä hammaspyöristä) näyttää ja miten se toimii, on kuvassa lukkoaluslevyineen.

Loput 1/8 tuuman osasta (moottoriin liittyvät osat) selitetään seuraavassa vaiheessa…?

Vaihe 3: Osien kokoaminen: Pt 2. Moottorituotteet

Seuraavaksi meidän piti suunnitella moottorin kiinnikkeet ja moottorit sen liikuttamiseksi. On kaksi moottoria, joista toinen liikkuu x-akselilla ja toinen y-akselilla.

Kahden moottorikiinnityksen tekeminen: Me asetimme keskimmäiset moottorin kiinnitysosat (ne, joissa on kuusikulmaiset reiät) kahden muun väliin, jotka sisältävät reikiä pultteja varten. Sitten kiinnitimme jokaisen moottorin jokaiseen moottorin kiinnikkeeseen ruuveilla. Kiinnittimen ja moottorin liimaaminen mille tahansa pinnalle antoi meille mahdollisuuden asentaa ja poistaa moottorit helposti vain kuusiokoloavaimella. Siirtyäksemme moottorista vaihteeseen käytimme 3D-tulostettua akselikaulusta liitäntään tappiakseliseen vaihteeseen.

Moottorikotelo: Moottorin kotelon osat muodostavat moottorin kotelon. Suorakulmiot, joissa on reikiä, ovat ylä- ja alakappaleita (yksi, jossa on useita reikiä, on yläosa). Muu moottorikotelon laatikko koostuu sivuista, jotka sopivat yhteen urien ja harjanteiden avulla. Liimaa kaikki palat yhteen reunoista paitsi yksi pinta, koska sinun on vielä laitettava moottori sisälle ja se on helpompi tehdä sivulta kuin ylhäältä.

Moottorin ohjaus: Moottorien ohjaamiseen käytimme ohjaussauvaa, Arduinoa ja erillistä moottorinohjainta moottorien virransyöttöön. Kaikki toimii yhdestä 9 voltin tasavirtaliittimestä. Halutun liikkeen saavuttamiseksi meidän piti säätää PWM -signaalin voimakkuutta niin, että se riitti vääntömomenttiin vaihteen kitkan voittamiseksi pitäen sitä liikkumatta liian nopeasti. Seuraavassa vaiheessa kuvataan Arduinon kokoonpano ja koodi…?

Vaihe 4: Arduino

Tämä on Arduino -koodi, jolla ohjataan laserin paikannusta käyttämällä ohjaussauvaa tulona. Koodi on kirjoitettu siten, että ohjaussauvan jokainen suunta ohjaa yhtä moottorista (x-akselia ohjaava moottori ja y-akselia ohjaava moottori). Tämän ansiosta kone pystyy piirtämään käyrät ja diagonaalit aina, kun ohjaussauvan asento on kaukana vaaka-/pystyakselista.

Vaihe 5: Ohjaussauva

Päätimme tulostaa 3D -joystick -kotelon PLA: ssa, jotta käyttäjä tuntuisi mukavalta ja luonnolliselta pitää ja käyttää (vaikka se voi silti toimia oikein ilman koteloa).

Pohjimmiltaan se on kaksi puolikasta soikeaa koteloa, jossa on reikä toisella puolella. Laitamme ohjaimen tikun sisään, joten kun kotelo on koottu, se sopii reiän läpi, jotta käyttäjä voi olla vuorovaikutuksessa. Johdot ulottuvat kotelon toisen puolen takaa ja arduinoon.

Vaihe 6: Artboard -kankaan maalaus

Maalaa piirtoalustan kangas fosforoivalla jauheella ja anna sen kuivua, kun työskentelet seuraavien vaiheiden parissa.

? Varmista, että pidät sen erittäin hygieenisessä ympäristössä, kun levitimme jauheen ensimmäistä kertaa, pöly ja sahanpuru jäivät kiinni. Jauheen sekoittaminen maaliin on myös helpompaa, jotta se tarttuu helposti.

Vaihe 7: Laser- ja peilijärjestelmä

Miksei laser osoita suoraan alaspäin ylähyllyn päästä?

Brett ja minä huomasimme nopeasti, että laserin asettaminen suoraan piirtoalustan päälle telineen päähän punnitsi telineen pää alas, mikä rajoitti sen liikealuetta. Sen sijaan päätimme hakea inspiraatiota laserleikkurin suunnittelusta. loppuun!

Laser: Asenna laser ja peili varovasti. Vie laserjohdot moottorin kotelon katon yläosassa olevan reiän läpi akun liittämiseksi. Kiinnitä laser paikalleen kiertämällä kuminauhat moottorikotelon katon toisen reiän läpi.

Peili: Peili on käännettävä 45 asteen kulmassa käyttämällä kolmionmuotoisia neljänneksen tuuman kappaleita. Asentamalla laser rinnakkain maan kanssa lasersäteen tulisi heijastua peilistä ja osua maahan suoraan sen alle, vaikka teline liikkuisi.

Vaihe 8: Lopullinen kiillotus

Kun testattiin sen toimivuuden varmistamiseksi, liimasimme moottorikotelon viimeisen pinnan. Koneen visuaalisen houkuttelevuuden lisäämiseksi kiinnitimme vaarnojen alaosaan lukkoaluslevyt. Sillä oli myös lievä toiminnallinen tarkoitus, koska nämä aluslevyt toimivat koneen "jaloina" (sen sijaan, että koko pohja koskettaisi maata), mikä helpotti koko koneen siirtämistä pöydälle. Sitten annoimme tuotteelle viimeisen kiillotuksen hiomalla kaiken paljaan puun.

Heijastus: Meillä oli hauskaa suunnitella tämä kone ja vielä parempi aika leikkiä sen kanssa. Ironista kyllä, suunnittelun monimutkaisimmat osat näyttivät antavan meille vähiten ongelmia, kun taas yksinkertaisimmat osat antoivat meille eniten. Jos tekisimme tämän projektin uudelleen, kokeilisimme enemmän liikkuvien osien kitkaa vähentäviä materiaaleja.

Toivomme, että ihmiset nauttivat tästä laitteesta yhtä paljon kuin me ja että se inspiroi heitä luomaan vielä parempia versioita tästä koneesta tulevaisuudessa.

-Parhaat, Justin ja Brett

Make it Glow -kilpailun ensimmäinen palkinto