Lāzera zīmēšanas mašīna: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

✨ Zīmējiet fosforescējošās gaismas takas ar mašīnu, kas izstrādāta un būvēta pilnīgi no nulles!

Stāsts: Starpbrīžos, kas notika nedēļas vidū, mēs ar draugu Bretu izstrādājām un uzbūvējām šo mašīnu, kas izmanto lāzera un spoguļu sistēmu, lai zīmētu luminiscējošas gaismas takas, kuras var vadīt, izmantojot 3D drukātu kursorsviru. Galvenais mērķis bija izmantot zīmēšanas paņēmienus un materiālus, kurus cilvēki parasti nesaistītu ar zīmēšanu, vienlaikus radot lietotājā intrigu.

Mēs ceram, ka jums tas patiks tikpat daudz, cik mums bija jautri to projektēt un veidot!

Piegādes

Mēs esam divi salauzti skolēni, tāpēc mēs lielā mērā pievērsāmies lūžņu un izmestu koku atrašanai mūsu skolas apkārtnē, un visi instrumenti bija no mūsu skolas ražotāja. Mums arī nebija piekļuves daudziem metāla materiāliem (zobratiem, zobstieņiem, zobstieņiem utt.), Tāpēc tos izgatavojām paši no lāzergrieztas koksnes. Par gabaliem, kurus nevarējām atrast, mēs tos iegādājāmies Amazon par kopējo summu 19,50 USD.

Piezīme: šim projektam ir nepieciešams lāzers, atcerieties, ka neskatieties tam tieši acīs!

Materiāli:

• 1/4 saplāksnis (x2)
• 1/8 saplāksnis (x1)
• Koka līme (plāns slānis)
• 1/2 collu koka dībelis (x1)
• 1/2 collas spogulī (x1)
• 1/4 diametrā 2 garās misiņa caurulēs (x1)
• 1/4 diametrā 2 garā vara caurulē (x2)
• 1/4 diametrā 1,5 garā misiņa caurulē (x3)
• 1/2 collas O. D. 1/4 collas I. D. Lodīšu gultņi (x6)
• 405 nm lāzera diode (x1)
• Arduino (x1)
• 24 AWG 6 pēdu vads (x1)
• Fosforescējošs pulveris (x1)
• Barošanas ligzda no 120 V līdz 9 V strāvas adapteris (x1)
• Gumijas josla (x1)
• Kursorsvira 2 asu analogs (x1)
• L298N motora draiveris (x1)
• 2,5 mm līdzstrāvas ligzda (x1)

Rīki:

• Lāzera griezējs
• Smilšpapīrs
• Ieraudzīja
• Karstās līmes pistole
• Dead Blow Hammer
• Lodāmurs
• Urbis
• 3D printeris
• Dremel

1. solis: gabalu griešana ar lāzeru

Pievienoti divi ilustratoru faili visiem koka gabaliem, kas jāapgriež ar lāzeru, un to nosaukumi atbilst koka veidam, uz kura tie jāizgriež (1/4 collas pret 1/8 collu saplāksni). Pievienoju arī failu attēlus. Fiksējošo paplāksņu patiesībā ir vairāk nekā nepieciešams, taču tās laiku pa laikam salūst, tāpēc vienmēr ir patīkami iegūt dažas papildu funkcijas.

Visas līnijas ir jāapgriež, nevis jāgravē. Kad tie ir izgriezti, pārejiet pie nākamās darbības!

2. darbība: gabalu salikšana Pt. 1 Pamatnes un statīva sistēma

Augšpusē ir attēli, kā gabali sanāk kopā, kā arī video aiz ainas. Šī posma konstrukcija ir sadalīta, vispirms izveidojot gabalus no iepriekšējā 1/4 collu ilustratora faila un pēc tam 1/8 collu ilustratora failu.

1/4 collu sadaļa ---

Pamatne: Bīdiet dībeļus cauri pamatplāksņu stūrim un spiediet paplāksnes caur dībeļa galiem, lai noturētu pamatplāksnes. Šī bāze nodrošina vietu arduino daļēji paslēptai, vienlaikus nodrošinot atbalstu artboard audeklam.

Rullīšu gultņu atbalsts: pielīmējiet rullīšu gultņu balstu uz 1/8 collu motora korpusa jumta virsmas

Gultņu montāža: augšējais statīvs tiek turēts vietā un tiek pārvietots ar trīsstūrveida rullīšu gultņu izvietojumu, kas neļauj tam griezties, vienlaikus saglabājot vienmērīgu pārvietošanās kustību. Rullīšu gultņu izskata attēls ir sniegts iepriekš. Diagrammās parādīts, kā rullīšu gultņi mijiedarbojas ar statīvu un kur tie ir novietoti uz mašīnas. Novietojiet tos caur rullīšu gultņu balsta caurumiem, kurus esat pielīmējis uz motora korpusa jumta

Atbalsta sijas: Ceturtdaļas collu failā ir atzīmēts kā "tie nodrošina, ka statīvs nenokrīt". Šīs atbalsta sijas samazina svārstības, palielinot statīva stingrību, un neļauj pārāk entuziastiskiem lietotājiem nosūtīt gabalus, kas lido no mašīnas vai salaužot stikla spoguli! Mēs izmantojām koka līmi, lai tos piestiprinātu pie augšējā statīva, jo tai būs jābūt izturīgai.

1/8 collu sadaļa ---

Apakšējais statīvs: apakšējais statīvs ir īsāks statīvs ar caurumu. Šis caurums ļauj ievadīt arduino vadus no zem augšējās pamatplāksnes spraugas un motora korpusā, lai vadi varētu sasniegt motoru pat tad, ja apakšējais statīvs pārvietojas.

Augšējais statīvs un zobrats: augšējais statīvs ir otrs statīvs (garākais). Attēls, kā izskatās zobrats (viens no milzu pārnesumiem), kā izskatās un kā tas darbojas, ir sniegts attēlā ar slēdzenes paplāksnēm.

Pārējā 1/8 collu sadaļa (ar motoru saistītās detaļas) ir izskaidrota nākamajā solī …?

3. solis: detaļu salikšana: Pt 2. Motora lietas

Tālāk mums bija jāprojektē motoru stiprinājumi un motori, lai tie kustētos. Ir divi motori, viens pārvietošanai pa x asi un otrs, lai pārvietotos pa y asi.

Divu motora stiprinājumu izgatavošana: Mēs ievietojām vidējos motora stiprinājuma gabalus (tos, kuriem ir sešstūra caurumi) starp pārējiem diviem, kuros ir caurumi skrūvēm. Pēc tam mēs piestiprinājām katru motoru pie katra motora stiprinājuma, izmantojot skrūves. Stiprinājuma un motora pielīmēšana pie jebkuras virsmas ļāva mums viegli uzstādīt un noņemt mūsu motorus, izmantojot tikai sešstūra uzgriežņu atslēgu. Lai pārietu no motora uz pārnesumu, mēs izmantojām 3D drukātu vārpstas apkakli, lai izveidotu savienojumu ar dībeļa vārpstas pārnesumu.

Motora korpuss: Motora korpusa daļas veido motoram kārbas formas korpusu. Taisnstūri ar caurumiem ir augšējie un apakšējie gabali (augšējais ir tas, kuram ir vairāki caurumi). Pārējā motora korpusa kārba sastāv no sāniem, kas saliekas kopā, izmantojot rievas + izciļņus. Līmējiet visus gabalus malās, izņemot vienu virsmu, jo jums joprojām ir jāievieto motors iekšā, un to ir vieglāk izdarīt no sāniem nekā no augšas.

Motora vadība: Lai kontrolētu motorus, motoru barošanai izmantojām kursorsviru, Arduino un atsevišķu motora draiveri. Viss darbojas no viena 9 voltu līdzstrāvas ligzdas. Lai sasniegtu vēlamo kustību, mums bija jāpielāgo PWM signāla stiprums tā, lai tas būtu pietiekams griezes moments, lai pārvarētu berzi zobratā, vienlaikus neļaujot tam pārvietoties pārāk ātri. Nākamais solis apraksta Arduino konfigurāciju un kodu…?

4. solis: Arduino

Šis ir Arduino kods, lai kontrolētu lāzera pozicionēšanu, izmantojot ievades kursorsviru. Kods ir uzrakstīts tā, lai katrs kursorsviras virziens kontrolētu vienu no motoriem (motoru, kas kontrolē x asi un motoru, kas kontrolē y asi). Tas ļauj mašīnai uzzīmēt līknes un diagonāles ikreiz, kad kursorsviras stāvoklis atrodas prom no horizontālās/vertikālās ass.

5. solis: kursorsvira

Mēs izvēlējāmies 3D drukāt kursorsviru korpusu PLA, lai lietotājam būtu ērti un dabiski turēt un darboties (lai gan tas joprojām var darboties pareizi bez korpusa).

Būtībā tās ir divas ovāla apvalka puses ar caurumu vienā pusē. Mēs ievietojam kontrollera nūju iekšpusē, lai, kad korpuss būtu salikts kopā, tas izietu caur caurumu, lai lietotājs varētu mijiedarboties. Vadi stiepjas ārpus korpusa otras puses aizmugures un līdz arduino.

6. darbība: Artboard audekla krāsošana

Krāsojiet artboard audeklu ar fosforescējošu pulveri un ļaujiet tam nožūt, kamēr strādājat pie nākamajām darbībām.

? Pārliecinieties, ka tas tiek turēts ļoti sanitārā vidē, pirmo reizi uzklājot pulveri, putekļi un zāģu skaidas iestrēdza. Pulveri ir arī vieglāk sajaukt ar krāsu, lai tas viegli pielīp.

7. solis: Lāzera un spoguļu sistēma

Kāpēc lāzers nav vērsts tieši uz leju no augšējā statīva gala?

Mēs ar Brettu ātri sapratām, ka lāzera novietošana tieši virs zīmēšanas dēļa statīva galā nosvēra statīva galu uz leju, kas ierobežoja tā kustības diapazonu. Tā vietā mēs nolēmām iedvesmoties no lāzera griezēja konstrukcijas. Risinājums: novietojot spoguļu statīva galā ar 45 grādu slīpumu, mēs varētu nodrošināt, ka stars ir vērsts tieši perpendikulāri virsmai, nepievienojot svaru līdz beigām!

Lāzers: Uzmanīgi uzstādiet lāzeru un spoguli. Izvadiet lāzera vadus caur vienu caurumu motora korpusa jumta augšpusē, lai izveidotu savienojumu ar akumulatoru. Izvelciet gumijas lentes caur otru motora korpusa jumta caurumu, lai nostiprinātu lāzeru vietā.

Spogulis: Spogulim jābūt leņķim 45 grādu leņķī, izmantojot trīsstūrveida ceturtdaļas collu gabalus. Uzstādot lāzeru paralēli zemei, lāzera staram jāatspoguļo spogulis un jāsaskaras ar zemi tieši zemāk, pat ja statīvs pārvietojas.

8. solis: galīgā pulēšana

Pēc pārbaudes, lai pārliecinātos, ka tā darbojas pareizi, mēs pielīmējām motora korpusa pēdējo virsmu. Lai palielinātu mašīnas vizuālo pievilcību, dībeļu apakšā mēs pievienojām slēdzenes paplāksnes. Tam bija arī neliels funkcionāls mērķis, jo šīs paplāksnes darbojās kā mašīnas "kājas" (nevis visa pamatne, kas pieskaras zemei), kas atviegloja visas mašīnas pārvietošanu uz galda. Pēc tam mēs piešķīrām izstrādājumam galīgo laku, slīpējot visu atklāto koku.

Pārdomas: Mēs lieliski pavadījām laiku, izstrādājot šo mašīnu, un vēl labāk - spēlējāmies ar to. Ironiski, šķiet, ka vissarežģītākās dizaina daļas mums sagādāja vismazākās nepatikšanas, bet visvienkāršākās detaļas - visvairāk. Ja mēs atkārtotu šo projektu, mēs vairāk eksperimentētu ar materiāliem, kas samazina berzi uz kustīgajām daļām.

Mēs ceram, ka cilvēkiem šī ierīce patīk tikpat ļoti kā mums un ka tā iedvesmo viņus nākotnē radīt vēl labākas šīs mašīnas versijas.

-Labākais, Džastins un Brets

Pirmā balva konkursā Make it Glow