Arduino -basert eggplotter: 17 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Fusion 360 -prosjekter »

En eggplotter er en kunstrobot som kan tegne på sfæriske formede gjenstander som egg. Du kan også bruke denne maskinen til å tegne pingpongballer og golfballer.

Du kan bruke fantasien din med designene du legger på den, du kan for eksempel lage personlige egg til påske.

I denne instruksen vil vi ikke bare vise deg hvordan du lager den, men vi har også laget en trinnvis veiledning om hvordan du bruker maskinen riktig.

Jeg prøvde å forklare dette så enkelt som mulig.

Dette kan være den lengste instruerbare du noen gang har sett/lest, men jeg ville bare sørge for at alle kan følge, uansett alder.

Trinn 1: Designet

Jeg har brukt mange timer i fusion 360 på å designe denne tingen. Jeg ble inspirert av EggBot Pro av EvilMadScientist. Eggbotten deres er et godt utarbeidet kunstverk, men prisen er bare latterlig på 325 dollar. Så jeg bestemte meg for å ta utfordringen, og jeg prøvde å lage en Eggbot på under 100 dollar.

Jeg prøvde også å bruke så mange deler som jeg hadde liggende, så hvis du ser et merkelig valg av maskinvare, er det derfor. Men hvis du plages av det, kan du lage en remiks og dele den med oss.

Det jeg vil nevne er at pennholdingsmekanismen min er basert på Okmis design. Jeg gjorde noen endringer, men det ser nesten det samme ut.

Jeg tror at Autodesk Fusion 360 er den beste programvaren for å lage denne typen prosjekter. Det er ikke bare gratis for studenter og hobbyister, men det er også godt bygget. Alt fungerer bare som det skal fungere. Det tar litt tid å lære å jobbe med denne programvaren, men når du får tak i det, er det så enkelt som det blir. Jeg kaller meg ikke proff, men jeg er veldig fornøyd med resultatet jeg fikk. Når jeg må forklare denne programvaren for noen, kaller jeg den bare Minecraft for voksne.

For de få som er interessert i designet, kan du finne det i 3D-utskriftstrinnet.

Trinn 2: Deler

Mekaniske komponenter:

• Aluminiumsprofil 20x20*250mm (2x)
• KLF08 Peiling (1x)
• Blyskrue 8mm * 150 (1x)

• M2 12 mm (2x)

• M2 mutter (2x)
• M3 30mm (2x)
• M3 16mm (1x)
• M3 12 mm (1x)
• M3 8mm (13x)
• M3 mutter (7x)
• M4 30mm (10x)
• M4 mutter (10x)
• Toalettpapir, skum eller bobleplast (noe som demper egget)

Elektronikk komponenter:

• CNC -skjold (1x)
• Arduino Uno (1x)
• A4988 Stepper Driver (2x)
• Nema 17 trinnmotor (2x)
• SG90 Micro Servo (1x)
• Gensere (6)
• 12V 2A strømforsyning (1x)
• Stikkontakter fra mann til kvinne (3x)

Verktøy:

• Generisk 3D -skriver
• Bore
• 4,5 mm bor
• Sekskantnøkkel sett
• Skiftenøkkel sett
• Wire Stripper
• Saks

Trinn 3: 3D -utskrift

De 3D -trykte delene er veldig importerte i dette prosjektet, så sørg for at du bruker de riktige innstillingene. Delene må være sterke nok, så ingenting bøyer eller bremser og forstyrrer kvaliteten på bildet på egget vårt.

For å starte vil jeg snakke om filamentet du bør bruke. Jeg vil anbefale PLA fordi det er slags bøyebestandig. PLA er ikke varmebestandig, men det vil ikke være mye varme som avledes av denne maskinen. Du kan bruke PETG som bøyer seg mer og er vanskeligere å bryte, men jeg tror ikke denne fordelen er verdt de ekstra pengene. Så hvis du har noe ekstra PETG, bruk det. Hvis ikke, bare kjøp billig PLA.

Utfyllingen jeg brukte var 20% for hver del. Dette anses ikke som superhøyt, men det vil få jobben gjort. Det vil ikke være mange vibrasjoner som i en CNC -maskin for eksempel, så jeg synes 20% er helt greit.

Som min laghøyde brukte jeg 0,2 mm. Dette spiller egentlig ingen rolle, men jo lavere du kommer, desto bedre ser utskriften din ut og også lengre utskriftstid vil ta.

Som min temperatur brukte jeg 200 ° C på min varme ende og sengen min var 55 ° C. Denne delen avhenger av hvilken type materiale du bruker.

Støtter? For noen deler må du kanskje bruke et slags støttemateriale, men jeg tror at for 70% av delene kan du bare unngå dem ved å orientere dem på en skikkelig måte.

Sørg også for at du holder delene trygge og vær forsiktig med dem. Noen av dem er veldig enkle å bryte.

Så kort oppsummering: bruk PLA og 20% påfyll.

Trinn 4: Klargjøre pennholderdelen

Den første delen vi skal sette sammen er den minste og vanskeligste delen å bygge. Den er ganske liten, så hvis du har store hender, lykke til! Denne delen holder pennen, får pennen til å gå opp og ned, og senere vil vi feste en andre motor som får pennen til å rotere. Dette er faktisk en avgjørende del av maskinen fordi dette er delen som kan skape mye hvis den ikke er festet riktig. Men ikke bekymre deg, det er faktisk ganske enkelt, og jeg har mange bilder. Jeg har også lagt til en deleliste for denne spesifikke delen og delt den opp i flere trinn:

• SG90 Micro servo med tilbehør
• 1* M3 30 mm
• 1* M3 12 mm
• 2* M3 mutter
• 2* M2 12 mm
• 2* M2 mutter
• Pen_Holder_Bottom (3D -trykt)
• Pen_Holder_Top (3D -trykt)

Trinn 1: Lag hengslet

Hengslet som skal løfte opp pennen er laget av M3 30 mm skruen. Bare del delene slik at du kan se gjennom hullet og skyv skruen inn og fest den på den andre siden med M3 -mutteren.

Trinn 2: Forberedelse av servoen

Vi må feste et servohorn til servoen. Dette er den lille hvite plastdelen. Sørg for at du bruker den rette som på bildene. Hornet skal komme med servoen din så vel som skruen som fester hornet til servoen.

Trinn 3: Fest servoen til saksdelene

Nå som servoen vår er klar, kan vi feste den til pennholderen. Bare still opp servoen som på bildene, og bruk M2 12 mm skruer og muttere for å holde den på plass.

Trinn 4: Legg til penneskruen

På toppen av delen er det et hull spesielt laget for en mutter. Plasser mutteren der og skru inn den siste M3 12 mm skruen fra baksiden. Dette er en mekanisme som klemmer pennen vår, slik at den ikke beveger seg når vi skriver ut noe på egget vårt.

Gratulerer, din første del er ferdig nå! Nå kan du gå videre til neste trinn.

Trinn 5: Feste trinnmotorer

I dette trinnet skal vi feste trinnmotorene til de riktige holderne. Steppermotorene får egget til å rotere og få pennen til å bevege seg til høyre og venstre. Vi vil også legge til delen som holder lageret som får egget til å bevege seg enda jevnere.

For dette trinnet trenger du:

• 10* M3 8 mm
• 3* M3 16 mm
• 5* M3 mutter
• 2* Nema 17 trinnmotor
• 8 mm blyskrue
• YZ_Stepper_Holder (3D -trykt)
• X_Stepper_Holder (3D -trykt)
• KLF08_Holder (3D -trykt)
• Egg_Holder_5mm (3D -trykt)
• Egg_Holder_8mm (3D -trykt)

Trinn 1: Fest XY-trinnmotor

Steppermotoren som skal kontrollere YZ -flyene må festes til YZ_Stepper_Holder med 3D -utskrift. Jeg designet delen slik at trinnmotorens høyde kan justeres. Jeg anbefaler å sette dem i midten og justere det senere hvis det er nødvendig. Du må bruke 4* M3 8 mm skruer for å feste trinnmotoren og sørge for at kontakten (den hvite delen av trinnmotoren) vender oppover.

Trinn 2: Fest Y-aksen

Hengseldelen, pennholderen eller Z-aksen kan nå festes til denne trinnmotoren ved hjelp av en M3 Xmm skrue og en M3 mutter. Skruen og mutteren vil fungere som en liten klemme og holde pennholderen på plass. Sørg for at det er et lite gap mellom den gule og grønne delen i mitt tilfelle. Pennholderen må bevege seg jevnt uten å berøre noe.

Trinn 3: Fest X-Stepper Motor

Steppermotoren som skal kontrollere X -planet må festes til 3D -trykt X_Stepper_Holder. Jeg designet delen slik at trinnmotorens høyde kan justeres. Jeg anbefaler å sette dem i midten og justere det senere hvis det er nødvendig. Du må bruke 4* M3 8 mm skruer for å feste trinnmotoren og sørge for at kontakten (den hvite delen av trinnmotoren) vender oppover.

Trinn 4: Fest eggholderen

For å holde egget på plass vil vi feste en eggholder direkte til X-Stepper-motoren. Dette ganske rett frem, bare sett M3 -mutteren inne i det rektangulære hullet og skru inn M3 Xmm i det runde hullet, og det skal holde 3D -trykt Egg_Holder_5mm på plass. Prøv å skyve trinnmotoren så langt du kan inn i eggholderen.

Trinn 5: Fest lageret

KLF08 -lageret må festes til 3D -trykt KLF08_Holder. Den holdes på plass av 2* M3 8 mm skruer og 2* M3 muttere. Sørg for at sirkelen som har to bittesmå skruer i den vender mot den flate siden av delen. Bildet forklarer dette.

Trinn 6: Fest den andre eggholderen

Den andre eggholderen er den 3D -trykte Egg_Holder_8mm -delen som skal festes til lageret. Ta 8 mm blyskruen og skyv eggholderen inn i den. Sett M3 -mutteren igjen i det rektangulære hullet og skru M3 Xmm inn i det runde hullet. Etter det kan du skyve stangen inn i lageret og bruke de små skruene på lageret for å holde eggholderen på plass. Lengden mellom eggholderen og lageret vil være forskjellig for hvert egg, så du må skru dem av hver gang du legger et nytt egg i maskinen. For klarhetens skyld stakk jeg unbrakonøkkelen min i en av skruene.

Trinn 6: Klargjøring av basen

Alle våre deler vil bli festet til basen som er forsterket av 2 stykker firkantede aluminiumsrør. Disse rørene gjør ikke bare maskinen mer stiv, men den ser også ut og føles dyrere. Vær forsiktig med 3D -trykte bunnplater, de er veldig skjøre. Dette trinnet er også delt opp i flere veldig små trinn

For dette trinnet trenger du:

• 2* Aluminiumsprofiler
• 2* 3D -trykt bunnplate
• 4* M4 30 mm
• 4* M4 mutter
• Base_Plate_Right (3D -trykt)
• Base_Plate_Left (3D -trykt)
• Bore
• 4,5 mm bor

Trinn 1: Juster alt

Skyv aluminiumsprofilene i bunnplatene, sørg for at alt er perfekt oppstilt, for hvis ikke, vil basen din vingle.

Trinn 2: Merk hullene for boret

Aluminiumsbasen er ganske løs akkurat nå, så vi må feste dem med skruer. Derfor trenger vi hull i aluminiumsprofilene våre, slik at skruene får plass gjennom dem. Fordi måling av alt er en kjedelig og svært tidkrevende prosess, vil vi bare bruke den 3D -trykte bunnplaten som vår måling. Ta en penn og merk hullene, så vi kan bore dem senere. Sørg for å markere både punktene på bunnen så vel som på toppen. Det er lettere å bore fra begge sider i stedet for å bore dem begge på en gang.

Trinn 3: Bor hullene

Nå som vi har merket hullene, er det på tide å bore dem. Størrelsen på borekronen du trenger er 4,5 mm. Sørg også for at boret du bruker er spesielt laget for metaller som aluminium, dette vil gjøre jobben så mye lettere. Du må bore gjennom alle de 8 hullene som vi nettopp har merket.

Trinn 4: Sett inn skruene

Nå er hullene våre klare, og vi kan begynne å feste alt sterkt sammen. Bruk M4 30 mm skruer og muttere. Sørg for å plassere mutrene på toppen fordi jeg laget et spesielt hull for å skjule det runde skruelokket på bunnen av de 3D -trykte bunnplatene.

Nå som basen på maskinen din er ferdig, kan du gi den en liten styrketest. Du kan skyve på basen og den skal føles veldig solid. Hvis ikke, prøv å feste skruene, sjekk om hullene er perfekte eller ikke.

Til denne delen vil vi feste alt i et par trinn, du kan legge det til side og forberede deg på neste trinn!

Trinn 7: Fest alt til basen

Nå som vi har opprettet basen så vel som alle delene, kan vi begynne å feste alt til basen.

For dette trinnet trenger du:

• 6* M4 30 mm
• 6* M4 mutter
• Alle de andre delene du har laget så langt.
• Bore
• 4,5 mm bor

Trinn 1: Sett delene på riktig sted

Se på bildet og plasser delene dine på de nøyaktig samme stedene. Den grønne pennholderen må være i midten av de to eggholderne.

Trinn 2: Merk hullene

Merk alle de 12 hullene på delen som berører bunnplaten, slik at vi kan bore dem senere. Hver del har 4 hull.

Trinn 3: Bor hullene

Bruk ditt 4,5 mm bor igjen for å bore ut alle de merkede hullene.

Trinn 4: Fest delene igjen

Fest delene på plass igjen ved å bruke M4 30 mm skruer og M4 muttere. Noen deler har innsatser for M4 muttere, så bruk dem. Du kan kjenne dem igjen på den sekskantede formen.

Trinn 8: Elektronikk

Nå som all "maskinvare" er klar, kan vi gå videre til elektronikken. De får motorene til å bevege seg, og i de neste trinnene vil vi konfigurere programvaren for det.

Du trenger følgende

• CNC skjold
• Arduino Uno
• 2* A4988 Stepper Driver
• 6* hoppere
• 12V 2A strømforsyning
• 3* mannlige til kvinnelige hoppetråder
• 3* M3 8 mm

Trinn 1: Fest Arduino til en base

Sett arduinoen i den lille basen og skru den på plass med tre M3 8 mm skruer.

Trinn 2: Fest CNC -skjoldet

Bare finn opp pinnene på arduino- og CNC -skjoldet og legg litt press på toppen for å sikre den.

Trinn 3: Gensere

Jeg glemte faktisk å ta et bilde av dette, men du må sette jumper på de 6 pinnene som på bildet. Farger spiller ingen rolle btw. Du trenger bare å sette dem på X- og Y -punktene som er merket på CNC -skjoldet.

Trinn 4: Steppermotordrivere

Plugg inn A4988 Stepper i CNC -skjoldet og kontroller at du har satt dem i riktig retning, se på bildet for referanse.

Trinn 5: Servo

Servo -vedlegget er litt vanskelig, fordi dette brettet ikke var designet for en. Så servoen har 3 farger: svart/brun representerer GND, oransje/rød er +5V og den gule eller noen ganger hvite ledningen er data. Du må koble dem til høyre, og for det kan du se på bildet. Du må først koble den mannlige siden av jumper -ledningene til servokabelen og deretter stikke hunnendene på riktig sted på CNC -skjoldet. Hvis ledningene er veldig løse, legg på litt elektrisk tape eller til og med andetape.

Trinn 6: Koble til trinnmotorene

Ta ledningene som fulgte med trinnmotorene, og plugg dem begge inn i trinnmotoren selv og CNC -skjoldet.

Trinn 7: Strømforsyning

Klipp av enden av strømforsyningen med en saks og ta av de to kablene. Fest nå GND -ledningen til - og 5V -ledningen til +. 5V -ledningen har hvite striper på den.

Nå kan du koble strømforsyningen til stikkontakten fordi vi skal begynne med elektronikken.

Trinn 9: Programvare

Prosessen med å få et bilde på eggbotten vår går som følger. Før du starter, må du kontrollere at du har lastet ned Arduino IDE.

www.arduino.cc/en/main/software

Installasjonen er ganske rett frem, så ingen forklaring er nødvendig.

1. Lag en tegning

I Inkscape kan du designe tegningen du vil ha på egget ditt. I denne instruksen skal jeg ikke snakke om hvordan du bruker den, så det er viktig å følge en liten nybegynneropplæring om inkScape.

2. Lag GCODE

Vi vil lage en kode som forteller Eggbot å flytte motorene på riktig måte, så vi ender opp med et bilde på egget. Vi vil bruke en nettbasert programvare kalt "JScut".

3. Send GCODE til Eggbot

I en annen programvare kalt CNCjs sender vi GCODE til eggbotten vår.

4. Se hvordan maskinen trekker på egget

På Eggbot vil vi laste opp et program som heter GRBL, dette brukes mest i CNC -maskiner, men vi vil endre det litt for å fungere med Eggbot. Denne programvaren leser g -koden og konverterer den til bevegelser i motorene. Men når dette er på Arduino, kan du lene deg tilbake og se hvordan egget ditt får et fint design.

Trinn 10: Last opp GRBL til Arduino

Som jeg sa tidligere, vil GRBL konvertere GCODE til bevegelser i motoren. Men fordi GRBL faktisk er laget for Stepper Motors bare og Z-aksen vår er utført med en servo, må vi endre den. Denne delen er en trinnvis veiledning om hvordan du laster ned, endrer og laster opp GRBL.

Trinn 1:

Gå til dette nettstedet: https://github.com/grbl/grbl og klikk på klone eller last ned, og klikk deretter på nedlasting zip.

Steg 2:

Når den er installert kan du åpne zip -filen, jeg bruker winRAR, du kan også laste den ned. I den filen søker du etter mappen grbl og pakker den ut på skrivebordet.

Trinn 3:

Åpne nå arduino og gå til Sketch Include library Add. ZIP Library. Finn nå grbl -mappen og klikk på åpne. Mappen skal være plassert på skrivebordet.

Trinn 4:

Når det er gjort, skulle vi laste ned en fil igjen. Denne filen vil endre GRBL slik at den fungerer med en servomotor. Gå til https://github.com/bdring/Grbl_Pen_Servo og klikk igjen klone eller last ned etterfulgt av nedlasting zip. Åpne nå filen og gå over til 'grbl' -mappen. Kopier alle filene i mappen.

Trinn 5:

Etter at du har gjort det, gå til File Explorer Documents Arduino Libraries grbl og lim inn alle filene her. Hvis det er en popup, velger du bare "Erstatt filene i destinasjonen".

Trinn 6:

Start Arduino IDE på nytt og koble USB -kabelen til Eggbot til datamaskinen. Etter at du har startet Arduino IDE på nytt, går du til fileksempler grbl grblUpload.

Trinn 6:

Gå nå til Tools Board og velg 'Arduino Uno'. Gå nå igjen til Verktøyport og velg COM -porten som din arduino er koblet til.

Trinn 7:

Klikk på opplasting, knappen i øverste venstre hjørne (pil til høyre), og etter et minutt skal du se en melding nederst til venstre som sier "Ferdig opplasting.".

Trinn 11: Konfigurer CNCjs

CNCjs er programvaren som vi kan bruke til å kontrollere maskinen og sende GCODE til maskinen. Så i denne delen vil vi konfigurere CNCjs.

Trinn 1:

Last ned CNCjs:

Rull ned og installer filen som er merket på bildet nedenfor.

Steg 2:

Åpne CNCjs og velg COM -porten på arduinoen i øvre venstre hjørne etterfulgt av et trykk på "Åpne" -knappen.

Nå skal konsollen vises rett under "Åpne" -knappen.

Trinn 3:

I konsollen må du skrive totalt 6 kommandoer, disse vil sørge for at hvis maskinen blir bedt om å flytte 1 mm, beveger den seg faktisk 1 mm i stedet for 3 mm for eksempel. Du må trykke enter etter hver kommando!

1. $100 = 40
2. $101 = 40
3. $110 = 600
4. $111 = 600
5. $120 = 40
6. $121 = 40

CNCjs er nå riktig installert og konfigurert.

Trinn 12: InkScape

InkScape er programmet du kan bruke til å lage designet ditt, du kan hvis du også vil bruke Fusion 360. Jeg skal ikke lære deg hvordan InkScape fungerer, men jeg fant en fin opplæringsliste på den, så her er den.

Du kan laste ned inkScape her:

Etter at du har installert inkScape, kan du fortsette og åpne den. Før du kan begynne å designe, må vi gi skissen vår de riktige dimensjonene. Skissens dimensjoner skal være 20 mm x 80 mm. Vi lager en mal for disse dimensjonene, så du trenger bare å skrive inn dimensjonene en gang.

Du kan opprette malen ved å velge Fil og deretter Dokumentegenskaper. Her kan du endre bredden til 20 mm og høyden til 80 mm.

Gå nå til Fil og deretter Lagre som og lagre den i denne mappen C: / Program Files / Inkscape / share / templates. Ikke glem å gi filen et navn, jeg kalte min EggTemplate.

Når du er lagret, starter du Inkscape på nytt og går til hovedmenyen. Velg Fil og deretter Ny fra mal … og velg deretter EggTemplate eller navnet du valgte for malen. Nå kan du begynne å designe egget ditt.

Jeg har nettopp designet en rask og enkel tekst som sier Hei på språket mitt, som er nederlandsk for demonstrasjonsformål

Når du er ferdig med designet, går du til Fil etterfulgt av Lagre som og lagrer filen et sted på datamaskinen. Du må lagre den som en.svg -fil.

Trinn 13: Design til GCODE

Akkurat nå har vi en *.svg -fil, men arduinoen vår kan bare ta *.gcode -filer, så vi skal konvertere *.svg -filen til en *.gcode -fil ved hjelp av et nettbasert program som kalles "jscut".

Dette er lenken til nettstedet:

Du kan fortsette og klikke Åpne SVG og deretter velge lokalt og finne *.svg -filen du nettopp har opprettet. Klikk nå på hvert objekt så de blir blå. Klikk på Lag alle mm og endre Diameter til 0,2 mm. Etter det klikker du på Opprett operasjon, og deretter klikker du på Zero Center. Og sist men ikke minst klikk på lagre gcode og lagre filen et sted på PCen.

Trinn 14: Montering av egget

Fortsett nå og plasser eggboten ved å løsne de 2 skruene på KLF08 -lageret. Bildet viser skruene jeg snakker om fordi det er en unbrakonøkkel i den. Fest også pennen til pennholderen, løsne skruen, sett pennen innvendig, stram skruen igjen. Når servoen flyttes opp, bør pennen ikke kunne berøre pennen, men når den flyttes ned, må pennen røre egget. Så du må gjette litt og justere høyden nå og da.

Jeg bestemte meg for å legge litt toalettpapir mellom egget og eggholderen for å gi egget litt demping. Dette ser ut til å hjelpe, og jeg vil anbefale å gjøre det samme.

Sørg også for at pennen er i midten av egget. Vi begynner å skrive ut på midten, så hvis pennen flyttes for langt til høyre, vil pennen støte inn i maskinen og kan forårsake skade. Så pass på at pennen er i midten.

Trinn 15: Last opp GCODE

Dette er det siste trinnet, koble til strømkabelen og også usb -kabelen til datamaskinen. Åpne CNCjs og klikk på Åpne. Deretter klikker du på last opp G-kode og velger *.gcode-filen vi nettopp har opprettet. Etter det klikker du på run -knappen. Og maskinen skal begynne å skrive ut.

Her er et bilde av min maskin som skriver ut det enkle tekstdesignet.

Trinn 16: Design

Jeg har ikke hatt tid til å lage mange kule design, fordi jeg har eksamen …

Så jeg bestemte meg for å gi deg noen designideer som andre mennesker allerede har laget (ved hjelp av forskjellige maskiner), og du kan gjenskape ved hjelp av denne maskinen. Jeg vil til slutt vise i dette trinnet mine egne design, men det vil bare skje etter 2 uker etter eksamenene mine. Jeg har allerede gitt en lenke til forfatteren av designene.

av jjrobots.

Lenke:

Trinn 17: Problemløsning

Hvis det er noe som ikke er klart, bruk kommentarene til å gi meg beskjed og la meg hjelpe deg. Jeg har også lagt til dette trinnet som kan hjelpe deg videre med noen av de vanligste problemene med maskinen. Allerede anerkjente problemer finner du her.

Bildet på egget er speilet

Roter tilkoblingen til Y-Stepper på CNC-skjoldet.

Egget er løst

Fest egget enda bedre i holderen.

Pennen skriver ikke på egg

Bruk en penn som er tyngre og har et større spiss

Runner Up i Arduino Contest 2020