Laserski risalni stroj: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Narišite fosforescentne svetlobne poti s strojem, ki je zasnovan in zgrajen popolnoma iz nič!

Zgodba: Vmes med študijskimi odmori v vmesnem tednu sva s prijateljem Brettom zasnovala in izdelala ta stroj, ki z laserskim in zrcalnim sistemom riše luminiscenčne svetlobne sledi, ki jih je mogoče upravljati s 3D natisnjeno krmilno palčko. Glavni cilj je bil uporabiti risalne tehnike in materiale, ki jih ljudje običajno ne bi povezovali z risbo, hkrati pa uporabniku vzbudili občutek intrige.

Upamo, da boste uživali toliko, kot smo se mi zabavali pri oblikovanju in gradnji!

Zaloge

Midva sva dva razvajena študenta, zato sva se v veliki meri obrnila k iskanju ostankov in zavrženega lesa po naši šoli, vsa orodja pa so bila iz izdelovalnega prostora naše šole. Prav tako nismo imeli dostopa do številnih kovinskih materialov (zobniki, stojala, zobniki itd.), Zato smo jih sami izdelali iz lasersko rezanega lesa. Za kose, ki jih nismo našli, smo jih kupili na amazonu za skupaj 19,50 USD.

Opomba: za ta projekt je potreben laser, ne pozabite ga gledati neposredno v oči!

Materiali:

• 1/4 v vezanem lesu (x2)
• 1/8 v vezanem lesu (x1)
• Lepilo za les (tanka plast)
• 1/2 v lesenem mozniku (x1)
• 1/2 v ogledalu (x1)
• 1/4 premera 2 v dolgi medeninasti cevi (x1)
• 1/4 premera 2 v dolgi bakreni cevi (x2)
• 1/4 v premeru 1,5 v dolgi medeninasti cevi (x3)
• 1/2 v O. D. 1/4 v I. D. Kroglični ležaji (x6)
• 405 nm laserska dioda (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6ft žica (x1)
• Fosforescentni prah (x1)
• Napajalnik 120 VAC do 9 V napajalnik (x1)
• Gumijasti trak (x1)
• 2-osna analogna krmilna palica (x1)
• Gonilnik motorja L298N (x1)
• 2,5 mm enosmerni priključek (x1)

Orodja:

• Laserski rezalnik
• Brusni papir
• Videl
• Pištola za vroče lepilo
• Dead Blow Hammer
• Spajkalnik
• Vrtalnik
• 3D tiskalnik
• Dremel

Korak: Lasersko rezanje kosov

Priloženi sta dve datoteki ilustratorjev za vse lesene kose, ki jih je treba lasersko razrezati, njihova imena pa ustrezajo vrsti lesa, na katerem jih je treba izrezati (1/4 palca v vezani plošči 1/8 palca). Priložil sem tudi slike datotek. Podložk za ključavnice je dejansko več, kot jih potrebujete, vendar se občasno zlomijo, zato je vedno lepo imeti nekaj dodatkov.

Vse črte je treba izrezati, ne gravirati. Ko so izrezani, pojdite na naslednji korak!

2. korak: Sestavljanje kosov Pt. 1 Osnovni in stojalni sistem

Zgoraj so slike združevanja kosov in video zakulisja. Konstrukcija za ta korak je razdeljena na prvo izdelavo kosov iz prejšnje 1/4 -palčne datoteke ilustratorja in nato 1/8 -palčne datoteke ilustratorja.

1/4 palčni prerez ---

Podstavek: Potisnite moznike skozi vogal osnovnih plošč in potisnite podložke skozi konce moznika, da ohranite osnovne plošče na svojem mestu. Ta podlaga zagotavlja prostor, da arduino ostane napol skrit, hkrati pa podpira platno umetniške plošče.

Nosilec valjčnega ležaja: Lepilo nosilca valjčnega ležaja prilepite na strešno stran ohišja motorja 1/8 palca

Sklop ležaja: Zgornji nosilec je pritrjen na mestu in se premika s trikotno postavitvijo valjčnih ležajev, ki preprečujejo vrtenje, hkrati pa ohranjajo gladko translacijsko gibanje. Slika o tem, kako izgledajo valjčni ležaji, je prikazana zgoraj. Diagrami prikazujejo, kako valjčni ležaji delujejo z regalom in kje so nameščeni na stroju. Postavite jih skozi luknje nosilca valjčnih ležajev, ki ste jih prilepili na streho ohišja motorja

Podporni nosilci: v četrtinčni palici označeni kot "ti zagotavljajo, da stojalo ne odleti", ti podporni nosilci zmanjšujejo nihanje z dodajanjem togosti stojala in preprečujejo pretirano navdušenim uporabnikom pošiljanje kosov, ki odletijo s stroja ali razbijanje steklenega ogledala! Za pritrditev na zgornji nosilec smo uporabili lepilo za les, saj bo moralo biti trdno.

1/8 palčni prerez ---

Spodnji nosilec: Spodnji nosilec je krajši nosilec z luknjo. Ta luknja vam omogoča, da napajate arduino žice izpod reže zgornje osnovne plošče in v ohišje motorja, tako da lahko žice dosežejo motor tudi, ko se spodnje stojalo premika.

Zgornji nosilec: drugi zgornji nosilec (daljši). Podoba, kako izgleda zobnik (eden od velikanskih zobnikov) in kako deluje, je prikazana na sliki s podložkami.

Preostali del 1/8 palca (deli, povezani z motorjem) je razložen v naslednjem koraku …?

Korak 3: Sestavljanje kosov: Pt 2. Motorne stvari

Nato smo morali oblikovati nosilce motorjev in motorje, da bi se premikali. Obstajata dva motorja, eden za premikanje po osi x in drugi za premikanje po osi y.

Izdelava dveh nosilcev motorja: Srednje kose nosilcev motorja (tiste s šesterokotnimi luknjami) smo stisnili med preostala dva, ki vsebujeta luknje za pritrditev vijakov. Nato smo vsak motor pritrdili na vsak nosilec motorja z vijaki. Lepljenje nosilca in motorja na katero koli površino nam je zdaj omogočilo enostavno namestitev in odstranitev motorjev z uporabo samo šestkotniškega ključa. Za prehod iz motorja v prestavo smo uporabili 3D natisnjen ovratnik gredi za povezavo z gonilom z moznikom.

Ohišje motorja: Kosi ohišja motorja tvorijo ohišje v obliki škatle za motor. Pravokotniki z luknjami so zgornji in spodnji del (tisti z več luknjami je vrh). Preostali del ohišja ohišja motorja sestavljajo stranice, ki se med seboj prilegajo z utori + grebeni. Vse dele zlepite skupaj na robove, razen ene ploskve, saj morate motor še vedno vstaviti in je lažje to narediti s strani kot od zgoraj.

Upravljanje motorja: Za krmiljenje motorjev smo za napajanje motorjev uporabili igralno palico, Arduino in ločen gonilnik motorja. Vse teče iz enega 9-voltnega enosmernega priključka. Za dosego želenega gibanja smo morali prilagoditi jakost signala PWM tako, da je bil dovolj navora, da je premagal trenje v prestavi, hkrati pa preprečil, da bi se prehitro premikal. Naslednji korak opisuje konfiguracijo in kodo Arduino …?

4. korak: Arduino

To je koda Arduino za nadzor pozicioniranja laserja z uporabo krmilne palice kot vhoda. Koda je napisana tako, da vsaka smer krmilne palice nadzoruje enega od motorjev (motor, ki nadzoruje os x in motor, ki nadzoruje os y). To omogoča, da stroj nariše krivulje in diagonale, kadar je položaj igralne palice oddaljen od vodoravne/navpične osi.

5. korak: igralna palica

Odločili smo se za 3D -tiskanje ohišja krmilne palice v PLA, da bi bilo uporabniku prijetno in naravno držati in delovati (čeprav lahko še vedno pravilno deluje brez ohišja).

V bistvu gre za dve polovici ovalnega ohišja z luknjo na eni strani. Notranjo palico krmilnika postavimo tako, da se, ko je ohišje sestavljeno, prilega skozi luknjo, s katero lahko uporabnik komunicira. Žice segajo na zadnjo stran druge strani ohišja in do arduina.

6. korak: Slikanje platna umetniške plošče

Platno umetniške plošče pobarvajte s fosforescentnim prahom in pustite, da se posuši, medtem ko delate na naslednjih korakih.

? Hranite ga v zelo sanitarnem okolju, ko smo prvič nanesli prah, prah in žagovino. Prav tako je lažje mešati prah z barvo, da se zlahka prime.

7. korak: Laserski in zrcalni sistem

Zakaj laser ni usmerjen naravnost navzdol od konca zgornjega stojala?

Z Brettom sva hitro ugotovila, da je laser, ki je bil postavljen neposredno na risalno desko na koncu stojala, obtežil konec stojala, kar je omejevalo njegov obseg gibanja. Namesto tega smo se odločili, da bomo navdihnili pri oblikovanju laserskega rezalnika. Rešitev: Z ogledalom na koncu stojala s 45-stopinjskim nagibom smo lahko zagotovili, da bo žarek usmerjen neposredno pravokotno na površino brez dodajanja teže do konca!

Laser: Previdno namestite laser in ogledalo. Laserske žice napeljite skozi eno luknjo na vrhu strehe ohišja motorja za povezavo z baterijo. Potegnite gumijaste trakove skozi drugo luknjo strehe ohišja motorja, da pritrdite laser na mestu.

Ogledalo: Zrcalo je treba nagniti pod kotom 45 stopinj z uporabo trikotnih kosov četrtine palca. Z namestitvijo laserja vzporedno s tlemi se mora laserski žarek odbijati od ogledala in udariti v tla neposredno spodaj, tudi če se stojalo premakne.

8. korak: Končno poliranje

Po testiranju, da se prepričamo, da deluje pravilno, smo prilepili zadnjo stran ohišja motorja. Da bi povečali vizualno privlačnost stroja, smo na spodnji del moznikov pritrdili podložke. Imel je tudi rahel funkcionalni namen, saj so te podložke delovale kot "noge" za stroj (namesto da bi se celotna podlaga dotikala tal), kar je olajšalo premikanje celotnega stroja na mizo. Izdelek smo nato polirali z brušenjem vsega izpostavljenega lesa.

Razmišljanje: Ob načrtovanju tega stroja smo se imeli odlično in še bolje smo se igrali z njim. Ironično je, da so nam najbolj zapleteni deli zasnove povzročali najmanj težav, medtem ko so nam najenostavnejši deli zadali največ. Če bi ponovno izvedli ta projekt, bi bolj eksperimentirali z materiali za zmanjšanje trenja na gibljivih delih.

Upamo, da bodo ljudje uživali v tej napravi tako kot mi in da jih bo navdihnilo, da bodo v prihodnosti ustvarili še boljše različice tega stroja.

-najboljši, Justin in Brett

Prva nagrada na tekmovanju Make it Glow