Przeszukaj forum

1. Wprowadzenie Od dawna zafascynowany jestem kaligrafią, nie tylko w kontekście naszego języka ojczystego, ale także innych bardziej egzotycznych jeżyków. Mimo wielokrotnych prób zmierzenia się z tym tematem od strony praktycznej doszedłem do wniosku, że forma biernego obserwatora daje mi więcej satysfakcji niż sam udziel w procesie kaligrafowania. Może to niektórym wydawać się dziwne, może nie, no cóż, tak mam. Po pewnym czasie w mojej głowie narodziła się myśl, a raczej pytanie. Czy jestem w stanie zbudować maszynę do kaligrafii? Uprzedzając nieco fakty - odpowiedź brzmi: tak. Więc zapraszam do zapoznania się, z krótką historią mojego plotera. Po przejrzeniu zasobów sieci zdecydowałem się na ploter CNC, jako urządzenie, które spełni moje wymagania. W przyszłości może będzie dodatkowo rozbudowane i zyska funkcję na przykład laserowego grawera. Na początek, krótko o samym urządzeniu. Jak podaje Wikipedia ploter to komputerowe urządzenie peryferyjne, służące do pracy z dużymi płaskimi powierzchniami, mogące nanosić obrazy, wycinać wzory, grawerować itp. Plotery są również używane do kreślenia map. Są to urządzenia z powiedzeniem używane od lat w różnych gałęziach przemysłu. Pod naszymi strzechami, czyli w domu przeciętnego Kowalskiego się ich jednak nie widuje ponieważ funkcję tego typu urządzenia pełni drukarka, gdyż raczej na co dzień nie ma konieczności "generowania" pisma ręcznego na dużym formacie. Jest to pewien skrót myślowy, ale mam nadzieje, że większość osób rozumie o co mi chodzi. Założenia są takie, że urządzenia ma być stosunkowo tanie, łatwe w budowie i obsłudze. 2. Projekt i Thingiverse Thingiverse to serwis, w którym ludzie dzielą się swoimi projektami różnych maszyn, urządzeń, czy gadżetów, które można następnie wydrukować we własnym zakresie na drukarce 3D. Tak też postanowiłem zrobić, wykorzystać jeden z bardzo wielu istniejących już projektów na którego bazie zbuduję swój ploter. Konkretnie z projektu "Drawing Robot - Arduino Uno + CNC Shield + GRBL", który sam bazuje na innym tego typu projekcie. 2.1. Oryginalny projekt, źródło: thingiverse.com/thing:2349232 Do projektu zostały wykorzystane części stworzone na drukarce 3D, w przypadku gdy ktoś nie ma dostępu do tego typu urządzenia polecam skorzystać z ogłoszeń społeczności związanej z drukiem 3D. Takie usługi powinny być dostępne na miejscu we wszystkich większych miastach, a koszt to w tym przypadku to do kilkudziesięciu złotych. Nie zapominajmy to też, o naszej forumowej braci. 3. Części i narzędzia Po za wydrukowanymi częściami będą potrzebne jeszcze: Elementy elektroniczne, elektryczne Silnik krokowy NEMA 17 - 2 sztuki. Stalowy pręt o średnicy 8mm (oś X, Y) - 4 sztuki, w moim przypadku jest to 4x po 400mm. Stalowy pręt o średnicy 3mm (oś Z) - 2 sztuki, 2x 8mm. Stalowy pręt gwintowany o średnicy 8mm - 1 sztuka. Łożysko liniowe LM8UU - 8 sztuk. Serwomechanizm SG-90 - 1 sztuka. Sprężynka od długopisu lub gumka recepturka - od jednej do kilku sztuk w zależności od użytego uchwytu. Koło zębate GT2, 16 zębów - 2 sztuki. Łożysko 624zz - 5 sztuk. Pasek zębaty GT2 - w zależności od długości zastosowanych prętów dla osi X i Y, w moim przypadku wystarczyło 2000mm. Arduino Uno - 1 sztuka. Sterownik CNC Shield dla Arduino Uno - 1 sztuka. Zworki - 6 sztuk. Sterownik silnika krokowego A4988 - 2 sztuki. Zasilacz 12V minimum 2A - 1 sztuka. Przyciski krańcowe - 4 sztuki, opcjonalnie, zabezpieczenie osi X i Y z obu stron. Gniazdo DC - 1 sztuka. Nakrętki M8 - 4 sztuki. M4 - 5 sztuk. M3 - 7 sztuk. Śruby M4 x 35mm - 5 sztuk. M3 x 20mm - 1 sztuka. M3 x 16mm - 13 sztuk. M3 x 6mm - 4 sztuki. Podkładki M8 - 4 sztuki. M3 - 4 sztuki. Inne Przewody do silników krokowych, kupne czy też zrobione własnoręcznie. Wszelkie narzędzia, które mogą się przydać pod czas budowy, jak na przykład piła do przycięcia stalowych prętów, cążki do metalu, czy stacja lutownicza, ale to raczej oczywiste. 4. Elektronika i mechanika Sercem urządzenia jest Arduino Uno z płytką rozszerzeń CNC, w której osadzone są 2 sterowniki A4988. Płytkę rozszerzeń wpinamy zgodnie z opisem pinów, powinny być one opisane na obu płytkach. Tak samo postępujemy z A4988 dla osi X i Y. 4.1. Diagram połączeń elektrycznych z CNC Shield. 4.2. Zmontowany układ, gotowy do pracy. Ploter wykorzystuje system CoreXY do poruszania karetką. Według opinii krążących w internecie taki system jest bardziej precyzyjny i prostszy do wykonania w porównaniu do starowania osiami X i Y niezależnie. Nie jestem ekspertem i ciężko mi stwierdzić czy tak rzeczywiście jest. Bez względu na to czy ma to odzwierciedlenie w rzeczywistości, to dość spora część tego typu maszyn budowanych przez hobbystów wykorzystuje właśnie CoreXY, jeśli nie mamy do czynienia z dużymi obciążeniami karetki. 4.3. Wizualizacja układu CoreXY. 4.4. Schemat ruchu układu CoreXY. 5. Oprogramowanie Oprogramowanie Arduino zostało wykonane zgodnie z poniższym poradnikiem: https://electricdiylab.com/grbl-cnc-shield-z-axis-servo-migrbl/ Należy jedynie pamiętać, że przez samym zaprogramowaniem mikro kontrolera należy w pliku config.h zmienić linie: // #define COREXY // Default disabled. Uncomment to enable. na #define COREXY // Default disabled. Uncomment to enable. czyli usunąć komentarz, przez co zostanie włączona opcję COREXY ponieważ właśnie takiego starowania używa ploter. W przeciwnym wypadku nasza maszyna będzie działać, ale wszystko co stworzy będzie obrócone o 45 stopni. 6. Efekt końcowy Tak oto prezentuje się efekt końcowy, wymaga jeszcze kilku końcowych szlifów, jak dobór odpowiednich sprężyn, przetestowanie różnych podkładek do pisania, piór, długopisów, wykonanie nowego "trzymaka", dodaniu kilku trytytek, ect. Mimo tych drobnych aspektów maszyna działa bardzo dobrze i jestem zaskoczony jej dokładnością. 6.1. Wybrane ujęcia gotowego plotera. 6.2. Film obrazujący pracę plotera. Film ukazuje również problemy z dociskiem długopisu spowodowane nierównym podłożem.