Arduino -baseret ægplotter: 17 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Fusion 360 -projekter »

En ægplotter er en kunstrobot, der kan trække på kugleformede genstande som f.eks. Æg. Du kan også bruge denne maskine til at trække på bordtennisbolde og golfbolde.

Du kan bruge din fantasi med de designs, du lægger på den, du kan for eksempel lave personlige æg til påske.

I denne instruktive vil vi ikke kun vise dig, hvordan du laver den, men vi har også oprettet en trinvis vejledning i, hvordan du bruger maskinen korrekt.

Jeg forsøgte at forklare dette så let som muligt.

Dette kan være den længste instruerbare du nogensinde har set/læst, men jeg ville bare sikre mig, at alle kan følge, uanset hvad deres alder er.

Trin 1: Designet

Jeg har brugt mange timer i fusion 360 på at designe denne ting. Jeg blev inspireret af EggBot Pro af EvilMadScientist. Deres Eggbot er et gennemarbejdet kunstværk, men prisen er bare latterlig til 325 dollars. Så jeg besluttede at tage udfordringen op, og jeg forsøgte at oprette en æggebot på under 100 dollar.

Jeg forsøgte også at bruge så mange dele, som jeg havde liggende, så hvis du ser et underligt valg af hardware, er det derfor. Men hvis du er generet af det, er du velkommen til at lave et remix og dele det med os.

Det, jeg vil nævne, er, at min Pen Holding -mekanisme er baseret på Okmi's design. Jeg lavede nogle ændringer, men det ser næsten det samme ud.

Jeg tror, at Autodesk Fusion 360 er den bedste software til oprettelse af denne type projekter. Det er ikke kun gratis for studerende og hobbyfolk, men det er også godt bygget. Alt fungerer bare som det skal fungere. Det tager lidt tid at lære at arbejde med denne software, men når du først får styr på det, er det lige så let som det bliver. Jeg kalder mig ikke professionel, men jeg er meget tilfreds med det resultat, jeg fik. Når jeg skal forklare denne software til nogen, kalder jeg det bare Minecraft for voksne.

For de få, der er interesseret i designet, kan du finde det i 3D-udskrivningstrinnet.

Trin 2: Dele

Mekaniske komponenter:

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

• M2 12 mm (2x)

• M2 møtrik (2x)
• M3 30 mm (2x)
• M3 16 mm (1x)
• M3 12 mm (1x)
• M3 8 mm (13x)
• M3 møtrik (7x)
• M4 30mm (10x)
• M4 møtrik (10x)
• Toiletpapir, skum eller bobleplast (noget der dæmper ægget)

Elektronik komponenter:

• CNC skjold (1x)
• Arduino Uno (1x)
• A4988 Stepper Driver (2x)
• Nema 17 Stepper Motor (2x)
• SG90 Micro Servo (1x)
• Trøjer (6)
• 12V 2A strømforsyning (1x)
• Jumper til mænd til hun (3x)

Værktøjer:

• Generisk 3D -printer
• Bore
• 4,5 mm bor
• Hex -nøglesæt
• Nøglesæt
• Wire Stripper
• Saks

Trin 3: 3D -udskrivning

De 3D -printede dele er meget importeret i dette projekt, så sørg for at bruge de rigtige indstillinger. Delene skal være stærke nok, så intet bøjer eller bremser og forstyrrer billedkvaliteten på vores æg.

For at starte vil jeg gerne tale om glødetråden, du skal bruge. Jeg vil anbefale PLA, fordi det er slags bøjningsbestandigt. PLA er ikke varmebestandig, men der vil ikke blive spredt meget varme af denne maskine. Du kan bruge PETG, der bøjer mere og er sværere at bryde, men jeg synes ikke, at denne fordel er de ekstra penge værd. Så hvis du har noget ekstra PETG, så brug det. Hvis ikke, skal du bare købe billig PLA.

Den udfyldning, jeg brugte, var 20% for hver del. Dette betragtes ikke som super højt, men det vil få jobbet gjort. Der vil ikke være mange vibrationer som i en CNC -maskine for eksempel, så jeg synes, at 20% er fint.

Som min laghøjde brugte jeg 0,2 mm. Dette er ikke ligegyldigt, men jo lavere du kommer, jo bedre ser dit print ud, og også længere vil din udskrivningstid tage.

Som min temperatur brugte jeg 200 ° C i min varme ende, og min seng var 55 ° C. Denne del afhænger af den type materiale, du bruger.

Bakker op? For nogle dele skal du muligvis bruge en slags støttemateriale, men jeg tror, at for 70% af delene kan du bare undgå dem ved at orientere dem på en ordentlig måde.

Sørg også for at opbevare delene og være forsigtige med dem. Nogle af dem er meget lette at bryde.

Så kort resumé: brug PLA og 20% fyldning.

Trin 4: Forberedelse af penneholderen

Den første del, vi vil samle, er den mindste og vanskeligste del at bygge. Det er ret lille, så hvis du har store hænder, held og lykke! Denne del holder pennen, får pennen til at gå op og ned, og senere vil vi vedhæfte en anden motor, der får pennen til at rotere. Dette er faktisk en afgørende del af maskinen, fordi det er den del, der kan skabe en masse, hvis den ikke er monteret korrekt. Men bare rolig, det er faktisk ret let, og jeg har token mange billeder. Jeg tilføjede også en deleliste til denne specifikke del og opdelte den i flere trin:

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

Trin 1: Opret hængslet

Hængslet, der løfter pennen, er skabt af M3 30 mm skruen. Justér delene, så du kan se gennem hullet og skub skruen ind, og fastgør den på den anden side med M3 -møtrikken.

Trin 2: Forberedelse af servoen

Vi bliver nødt til at vedhæfte et servohorn til servoen. Dette er den lille hvide plastdel. Sørg for at bruge den rigtige som på billederne. Hornet skal komme med din servo samt skruen, der fastgør hornet til servoen.

Trin 3: Fastgør servoen til saksedelene

Nu hvor vores servo er klar, kan vi vedhæfte den til penneholderen. Bare stil servoen op som på billederne, og brug M2 12 mm skruer og møtrikker til at holde den på plads.

Trin 4: Tilføj skruen til pennen

På toppen af delen er der et hul specielt lavet til en møtrik. Placer møtrikken derinde, og skru den sidste M3 12 mm skrue i bagfra. Dette er en mekanisme, der klemmer vores pen, så den ikke bevæger sig, når vi udskriver noget på vores æg.

Tillykke, din første del er færdig nu! Nu kan du gå videre til det næste trin.

Trin 5: Montering af trinmotorer

I dette trin skal vi vedhæfte trinmotorerne til deres korrekte holdere. Steppermotorerne får ægget til at rotere og få pennen til at flytte til højre og venstre. Vi tilføjer også den del, der holder lejet, hvilket får ægget til at bevæge sig endnu glattere.

Til dette trin skal du bruge:

• 10* M3 8 mm
• 3* M3 16 mm
• 5* M3 møtrik
• 2* Nema 17 Stepper Motor
• 8 mm blyskrue
• YZ_Stepper_Holder (3D -printet)
• X_Stepper_Holder (3D -printet)
• KLF08_Holder (3D -printet)
• Egg_Holder_5mm (3D -printet)
• Egg_Holder_8mm (3D -printet)

Trin 1: Sæt XY-trinmotor på

Steppermotoren, der skal styre YZ -flyene, skal fastgøres til 3D -trykte YZ_Stepper_Holder. Jeg designede delen, så trinmotorens højde kan justeres. Jeg anbefaler at sætte dem i midten og justere det senere, hvis det er nødvendigt. Du skal bruge 4* M3 8 mm skruer til at fastgøre trinmotoren og sikre, at stikket (hvidt stykke trinmotor) vender opad.

Trin 2: Fastgør Y-aksen

Hængseldelen, penholderen eller Z-aksen kan nu fastgøres til denne trinmotor ved hjælp af en M3 Xmm skrue og en M3 møtrik. Skruen og møtrikken vil virke som en lille klemme og holde penholderen på plads. Sørg for, at der er et lille mellemrum mellem i mit tilfælde den gule og grønne del. Penneholderen skal bevæge sig jævnt uden at røre ved noget.

Trin 3: Sæt X-Stepper Motor på

Steppermotoren, der skal styre X -planet, skal fastgøres til 3D -printet X_Stepper_Holder. Jeg designede delen, så trinmotorens højde kan justeres. Jeg anbefaler at sætte dem i midten og justere det senere, hvis det er nødvendigt. Du skal bruge 4* M3 8 mm skruer til at fastgøre trinmotoren og sikre, at stikket (hvidt stykke trinmotor) vender opad.

Trin 4: Fastgør æggeholderen

For at holde vores æg på plads vil vi vedhæfte en ægholder direkte til X-Stepper-motoren. Dette er ret lige frem, bare sæt M3 -møtrikken inde i det rektangulære hul og skru M3 Xmm i det runde hul, og det skal holde 3D -printet Egg_Holder_5mm på plads. Prøv at skubbe trinmotoren så langt du kan ind i ægholderen.

Trin 5: Monter leje

KLF08 -lejet skal fastgøres til 3D -trykt KLF08_Holder. Den holdes på plads med 2* M3 8 mm skruer og 2* M3 møtrikker. Sørg for, at cirklen, der har 2 små bittesmå skruer i, vender mod den flade side af delen. Billedet forklarer dette.

Trin 6: Monter 2. ægholder

Den anden ægholder er den 3D -trykte Egg_Holder_8mm del, der vil blive fastgjort til lejet. Tag 8 mm blyskruen og skub ægholderen ind i den. Sæt nu M3 -møtrikken igen i det rektangulære hul, og skru M3 Xmm i det runde hul. Derefter kan du glide stangen ind i lejet og bruge de små skruer på lejet til at holde ægholderen på plads. Længden mellem ægholderen og lejet vil være forskellig for hvert æg, så du skal skrue dem af hver gang du putter et nyt æg i maskinen. For klarhedens skyld satte jeg min unbrakonøgle i en af skruerne.

Trin 6: Forberedelse af basen

Alle vores dele vil blive fastgjort til basen, der er forstærket af 2 stykker firkantede aluminiumsrør. Disse rør gør ikke kun maskinen mere stiv, men den ser og føles også dyrere. Vær forsigtig med 3D -printede bundplader, de er meget skrøbelige. Dette trin er også opdelt i flere meget små trin

Til dette trin skal du bruge:

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

Trin 1: Aline alt op

Skub aluminiumsprofilerne i bundpladerne, og sørg for, at alt er perfekt opstillet, for hvis ikke, vil din base vingle.

Trin 2: Marker hullerne til boret

Aluminiumsbasen er ret løs lige nu, så vi skal fastgøre dem ved hjælp af skruer. Derfor har vi brug for huller i vores aluminiumsprofiler, så skruerne kan passe igennem dem. Fordi måling af alt er en kedelig og meget tidskrævende proces, vil vi bare bruge den 3D -printede bundplade som vores måling. Tag en pen og markér hullerne, så vi kan bore dem senere. Sørg for at markere både punkterne på bunden såvel som toppen. Det er lettere at bore fra begge sider i stedet for at bore dem begge på én gang.

Trin 3: Bor hullerne

Nu hvor vi har markeret hullerne, er det tid til at bore dem. Størrelsen på borekronen, du har brug for, er 4,5 mm. Sørg også for, at den boremaskine, du bruger, er specielt fremstillet til metaller som aluminium, dette vil gøre jobbet så meget lettere. Du skal bore igennem alle de 8 huller, som vi lige har markeret.

Trin 4: Sæt skruerne i

Nu er vores huller klar, og vi kan begynde at knytte alt stærkt sammen. Brug M4 30 mm skruer og møtrikker. Sørg for at placere møtrikkerne på toppen, fordi jeg lavede et specielt hul til at skjule den runde skruelåg på bunden af de 3D -trykte bundplader.

Nu hvor bunden af din maskine er færdig, kan du give den en lille styrketest. Du kan skubbe på basen, og den skal føles meget solid. Hvis ikke, prøv at skrue skruerne fast, kontroller om hullerne er perfekte eller ej.

Til denne del vil vi vedhæfte alt i et par trin, du kan lægge det til side og blive forberedt på det næste trin!

Trin 7: Sæt alt på basen

Nu hvor vi har oprettet basen såvel som alle delene, kan vi begynde at fastgøre alt til basen.

Til dette trin skal du bruge:

• 6* M4 30 mm
• 6* M4 møtrik
• Alle de andre dele, du har oprettet indtil nu.
• Bore
• 4,5 mm bor

Trin 1: Sæt delene på det rigtige sted

Se på billedet og placer dine dele på de præcise samme steder. Den grønne penneholder skal være i midten af de 2 ægholdere.

Trin 2: Marker hullerne

Marker alle de 12 huller i den del, der berører bundpladen, så vi kan bore dem senere. Hver del har 4 huller.

Trin 3: Bor hullerne

Brug dit 4,5 mm bor igen til at bore alle de markerede huller ud.

Trin 4: Fastgør delene igen

Fastgør delene igen til deres sted alle ved hjælp af M4 30mm skruer og M4 møtrikker. Nogle dele har skær til M4 møtrikkerne, så brug dem. Du kan genkende dem ved den sekskantede form.

Trin 8: Elektronik

Nu hvor al 'hardware' er klar, kan vi gå videre til elektronikken. De får motorerne til at bevæge sig, og i de næste trin konfigurerer vi softwaren til det.

Du skal bruge følgende

• CNC skjold
• Arduino Uno
• 2* A4988 Stepper Driver
• 6* Jumpere
• 12V 2A strømforsyning
• 3* Han til Kvinde Jumper Wires
• 3* M3 8 mm

Trin 1: Sæt Arduino på en base

Sæt arduinoen i den lille bund og skru den på plads ved hjælp af tre M3 8 mm skruer.

Trin 2: Fastgør CNC -skjold

Lign bare stifterne på arduino- og CNC -skjoldet, og læg lidt pres på toppen for at sikre det.

Trin 3: Jumpere

Jeg glemte faktisk at tage et billede af dette, men du skal sætte jumper på de 6 ben som på billedet. Farver er ligegyldigt btw. Du skal kun sætte dem på de X- og Y -pletter, der er markeret på CNC -skjoldet.

Trin 4: Steppermotordrivere

Tilslut A4988 Stepper i CNC -skjoldet, og kontroller, at du har sat dem i den rigtige retning, se på billedet til reference.

Trin 5: Servo

Servo -vedhæftet fil er lidt vanskelig, fordi dette bord ikke var designet til en. Så servoen har 3 farver: sort/brun repræsenterer GND, orange/rød er +5V, og den gule eller undertiden hvide ledning er data. Du skal tilslutte dem til deres højre side, og for det kan du se på billedet. Du skal først tilslutte den manuelle side af jumpertrådene i servokablet og derefter stikke hunenderne på deres korrekte sted på CNC -skjoldet. Hvis ledningerne er meget løse, påfør noget elektrisk tape eller endda andetape.

Trin 6: Tilslutning af trinmotorer

Tag de ledninger, der fulgte med steppermotorerne, og tilslut dem begge til steppermotoren selv og CNC -skjoldet.

Trin 7: Strømforsyning

Klip enden af strømforsyningen med en saks, og fjern de 2 kabler. Nu sættes GND -ledningen til - og 5V -ledningen til +. 5V -ledningen har hvide striber på sig.

Nu kan du tilslutte strømforsyningen til stikkontakten, fordi vi skal starte med elektronikken.

Trin 9: Software

Processen med at få et billede på vores ægbot går som følger. Inden du starter, skal du sørge for at have downloadet Arduino IDE.

www.arduino.cc/en/main/software

Installationen er ret ligetil, så ingen forklaring er nødvendig.

1. Lav en tegning

I Inkscape kan du designe den tegning, du vil have på dit æg. I denne instruktive vil jeg ikke tale om, hvordan du bruger det, så det er vigtigt at følge en lille begyndertutorial om inkScape.

2. Opret GCODE

Vi opretter en kode, der fortæller Eggbot at flytte sine motorer på den rigtige måde, så vi ender med et billede på ægget. Vi vil bruge en webbaseret software kaldet "JScut".

3. Send GCODE til Eggbot

I en anden software kaldet CNCjs sender vi GCODE til vores æggebot.

4. Se hvordan maskinen trækker på ægget

På vores Eggbot vil vi uploade et program kaldet GRBL, dette bruges mest i CNC -maskiner, men vi vil ændre det lidt til at fungere med vores Eggbot. Denne software læser g -koden og konverterer den til bevægelser i motorerne. Men når dette er på Arduino, kan du læne dig tilbage og se, hvordan dit æg får et flot design.

Trin 10: Upload af GRBL til Arduino

Som jeg sagde tidligere, vil GRBL konvertere GCODE til bevægelser i motoren. Men fordi GRBL faktisk kun er lavet til Stepper Motors, og vores Z-akse er udført med en servo, er vi nødt til at ændre den. Denne del er en trinvis vejledning i, hvordan du downloader, ændrer og uploader GRBL.

Trin 1:

Gå til dette websted: https://github.com/grbl/grbl, klik på klon eller download, klik derefter på download zip.

Trin 2:

Når den er installeret, kan du åbne zip -filen, jeg bruger winRAR, du kan også downloade den. I den fil søger du efter mappen grbl og pakker den mappe ud på dit skrivebord.

Trin 3:

Åbn nu arduino og gå til Sketch Include library Add. ZIP Library. Find nu mappen grbl, og klik på Åbn. Mappen skal være placeret på dit skrivebord.

Trin 4:

Når det er gjort, ville vi igen downloade en fil. Denne fil ændrer GRBL, så den fungerer med en servomotor. Gå til https://github.com/bdring/Grbl_Pen_Servo, og klik igen på klon eller download efterfulgt af download zip. Åbn nu filen og gå over i mappen 'grbl'. Kopier alle filerne i mappen.

Trin 5:

Når du har gjort det, skal du gå til File Explorer Documents Arduino Libraries grbl og indsætte alle filerne her. Hvis der er en popup, skal du bare vælge 'Erstat filerne i destinationen'.

Trin 6:

Genstart Arduino IDE, og tilslut USBb -kablet til Eggbot til din pc. Når du har genstartet din Arduino IDE, skal du gå til fileksempler grbl grblUpload.

Trin 6:

Gå nu til Tools Board og vælg 'Arduino Uno'. Gå nu igen til Værktøjsport og vælg den COM -port, som din arduino er forbundet til.

Trin 7:

Klik på upload, knappen i øverste venstre hjørne (pil til højre), og efter et minut skulle du se en meddelelse til venstre i bunden til venstre, der siger 'Udført upload'.

Trin 11: Konfigurer CNCjs

CNCjs er den software, vi kan bruge til at styre maskinen og sende GCODE til maskinen. Så i denne del konfigurerer vi CNCjs.

Trin 1:

Download CNCjs:

Rul ned og installer filen, der er markeret på billedet herunder.

Trin 2:

Åbn CNCjs, og vælg COM -porten på din arduino i øverste venstre hjørne efterfulgt af et tryk på knappen 'Åbn'.

Nu skal konsollen vises lige under knappen 'Åbn'.

Trin 3:

I konsollen skal du skrive i alt 6 kommandoer, disse vil sikre, at hvis maskinen bliver bedt om at flytte 1 mm, flyttes den faktisk 1 mm i stedet for 3 mm f.eks. Du skal trykke på enter efter hver kommando!

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

CNCjs er nu korrekt installeret og opsat.

Trin 12: InkScape

InkScape er det program, du kan bruge til at lave dit design, du kan, hvis du også vil bruge Fusion 360. Jeg vil ikke lære dig, hvordan InkScape fungerer, men jeg fandt en god tutorial -afspilningsliste på det, så her er det.

Du kan downloade inkScape her:

Når du har installeret inkScape, kan du fortsætte og åbne den. Inden du kan begynde at designe, skal vi give vores skitse de rigtige dimensioner. Skitsens dimensioner skal være 20 mm x 80 mm. Vi opretter en skabelon til disse dimensioner, så du skal kun indtaste dimensionerne én gang.

Du kan oprette skabelonen ved at vælge Filer og derefter Dokumentegenskaber. Her kan du ændre bredden til 20 mm og højden til 80 mm.

Gå nu til Filer, derefter Gem som, og gem den i denne mappe C: / Program Files / Inkscape / share / skabeloner. Glem ikke at give filen et navn, jeg kaldte min EggTemplate.

Når du er gemt, skal du genstarte Inkscape og gå til hovedmenuen. Vælg Fil og derefter Ny fra skabelon … og vælg derefter EggTemplate eller det navn, du valgte til skabelonen. Nu kan du begynde at designe dit æg.

Jeg har lige designet en hurtig og enkel tekst, der siger Hej på mit sprog, som er hollandsk til demonstrationsformål

Når du er færdig med dit design, skal du gå til Fil efterfulgt af Gem som og gemme din fil et sted på din computer. Du skal gemme den som en *.svg -fil.

Trin 13: Design til GCODE

Lige nu har vi en *.svg -fil, men vores arduino kan kun tage *.gcode -filer, så vi vil konvertere vores *.svg -fil til en *.gcode -fil ved hjælp af et webbaseret program kaldet "jscut".

Dette er linket til webstedet:

Du kan fortsætte med at klikke på Åbn SVG og derefter vælge lokal og finde den *.svg -fil, du lige har oprettet. Klik nu på hvert objekt, så de bliver blå. Fortsæt, og klik på lav alle mm, og skift diameteren til 0,2 mm. Klik derefter på Opret operation, og klik derefter på Zero Center. Og sidst men ikke mindst klik på gem gcode og gem filen et sted på din pc.

Trin 14: Montering af ægget

Fortsæt nu og placer æggebotten ved at løsne de 2 skruer på KLF08 -lejet. Billedet viser de skruer, jeg taler om, fordi der er en unbrakonøgle i den. Fastgør også pennen til penneholderen, løsn skruen, placer pennen indeni, stram skruen igen. Når servoen flyttes op, bør pennen ikke kunne røre pennen, men når den flyttes ned, skal pennen røre ved ægget. Så du skal gætte lidt og justere højden nu og da.

Jeg besluttede at lægge noget toiletpapir mellem ægget og ægholderen for at give ægget lidt dæmpning. Dette ser ud til at hjælpe, og jeg vil stærkt anbefale at gøre det samme.

Sørg også for, at pennen er i midten af ægget, vi begynder at udskrive i midten, så hvis pennen flyttes for langt til højre, støder pennen ind i maskinen og kan forårsage skade. Så sørg for, at pennen er i midten.

Trin 15: Upload af GCODE

Dette er det sidste trin, tilslut strømkablet og også usb -kablet til computeren. Åbn CNCjs og klik på Åbn. Klik derefter på upload G-kode, og vælg den *.gcode-fil, vi lige har oprettet. Klik derefter på Kør -knappen. Og maskinen skal begynde at udskrive.

Her er et billede af min maskine, der udskriver det enkle tekstdesign.

Trin 16: Design

Jeg har ikke haft tid til at lave masser af fede designs, fordi jeg har eksamener …

Så jeg besluttede at give dig nogle designideer, som andre mennesker allerede har skabt (ved hjælp af forskellige maskiner), og du kan genskabe ved hjælp af denne maskine. Til sidst vil jeg i dette trin vise mine egne designs, men det sker først efter 2 uger efter mine eksamener. Jeg har allerede givet et link til forfatteren af designene.

af jjrobots.

Link:

Trin 17: Problemløsning

Hvis der er noget, der ikke er klart, skal du bruge kommentarerne til at give mig besked og lade mig hjælpe dig. Jeg har også tilføjet dette trin, der kan hjælpe dig yderligere med nogle af de mest almindelige problemer med maskinen. Allerede anerkendte problemer kan findes her.

Billedet på æg spejles

Drej forbindelsen til Y-Stepper på CNC-skjoldet.

Ægget er løst

Spænd ægget endnu bedre i holderen.

Pen skriver ikke på æg

Brug en pen, der er tungere og har en større spids

Runner Up i Arduino Contest 2020